KR20060061377A - 다층 프린트 배선판 및 이 다층 프린트 배선판의 제조방법 - Google Patents

다층 프린트 배선판 및 이 다층 프린트 배선판의 제조방법 Download PDF

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KR20060061377A
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켄즈케 나카무라
테츠로 사토
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미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤
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Abstract

흑화 처리 등의 내층 회로의 조화처리를 필요로 하지 않는 다층 프린트 배선판을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 목적을 달성하기 위하여 다층 프린트 배선판의 조화처리를 생략한 내층 회로(Ci)와 절연 수지층(5) 사이에 수지만으로 구성된 프라이머 수지층(P)을 구비한 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선판을 채용한다. 그리고 이 다층 프린트 배선판은 (a) 2㎛~12㎛ 두께의 프라이머 수지층을 구비하는 지지 필름 부착 프라이머 수지층의 제조 공정, (b) 상기 지지 필름 부착 프라이머 수지층을 내층 회로 기판에 적층하고 지지 필름을 제거하는 프라이머 수지 시트의 적층 공정, (c) 상기 프라이머 수지 시트 위에 프리프레크 및 도체층 형성용 금속박을 중첩하여 다층 동장적층판을 형성하는 프레스 가공 공정, (d) 상기 다층 동장적층판의 외층 동박을 에칭하여 외층 회로를 형성하여 다층 프린트 배선판을 형성하는 외층 회로 에칭 공정 등을 채용하여 제조된다.

Description

다층 프린트 배선판 및 이 다층 프린트 배선판의 제조방법{Multilayer printed wiring board and method for manufacturing the multilayer printed wiring board}
본 발명은 다층 프린트 배선판의 내층 회로를 조화(粗化) 처리하지 않고도 절연층과의 양호한 밀착성을 얻을 수 있는 다층 프린트 배선판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래의 다층 프린트 배선판의 내층 회로에는 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 산화 구리의 미세 입자를 부착시킴으로써(소위 '흑화 처리'라고 하는 것으로, 이하 '흑화 처리'라는 용어를 사용한다.) 유기제로 구성된 내층 절연층과의 밀착성을 확보해왔다. 이와 같이 흑화 처리가 필요한 이유는 다층 프린트 배선판이 땜납 리플로우 공정 등에서 열 충격을 받았을 때, 내층 회로를 구성하는 동박의 광택면과 내층 절연층 사이에서 디라미네이션(delamination)을 일으키는 것을 방지하기 위함이다.
그러나 이 통상적인 흑화 처리는 산화 구리의 입자로 구성되어 있기 때문에 산화되어 있지 않은 구리에 비해 에칭 부식이 빠르게 진행된다. 따라서, 흑화 처리 후에 내층 회로 에칭을 행하면 에칭 후의 회로의 엣지 부분의 흑화 처리부가 용해 제거되어 에칭 회로 패턴의 주위에 후광(halo) 현상을 일으켜 프린트 배선판으로 가공되었을 때 랜드부의 외주부가 분홍색 링으로 보이며, 이것을 '핑크 링'이라고도 하였다.
따라서, 이와 같은 초기의 흑화 처리가 가지는 문제점을 해결하는 기법으로서, 일단 구리 산화물을 내층 회로를 구성하는 동박 표면에 부착시킨 후, 특허문헌 2 내지 특허문헌 4에 개시되어 있는 바와 같은 기법으로 구리 산화물을 환원 처리하여 산화 구리 미립자의 표면을 구리로 환원시키는 처리(소위 '환원 흑화 처리'라고 하는 것으로, 이하'환원 흑화 처리'라고 칭한다.)가 일반화되어 왔다. 이 기법에 의해 상술한 후광 현상의 발생이 방지되어 왔다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 소64-37081호 공보
특허문헌 2: 일본 특허 공개 평3-87092호 공보
특허문헌 3: 일본 특허 공개 평4-217391호 공보
특허문헌 4: 일본 특허 공개 평5-152740호 공보
<발명이 해결하고자 하는 과제>
그러나, 흑화 처리 및 환원 흑화 처리를 행하여 구성한 미세한 요철 형상이 회로 표면에 존재하고 있으면 그 물리적 형상으로부터 기인하는 문제점이 존재한다. 최근의 컴퓨터 제어에 이용되는 클럭 주파수는 GHz 레벨에 달하고 있어 그 회로에 뛰어난 고주파 특성이 요구되게 되었다. 신호 전류의 전달 속도가 고주파 영역이 될수록 그 전류는 회로의 표층을 흐르는 경향이 있다. 따라서, 신호 전달 속도를 빠르게 하면 할수록 신호 전류는 흑화 처리 및 환원 흑화 처리층을 흐르게 되어 층간의 크로스토크 특성 등의 고주파 특성을 열화시켜 프린트 배선판의 박층화를 저해하는 요인이 된다. 또한, 흑화 처리를 행하는 것만으로 회로 표면이 2~3㎛ 정도 깍이게 되어 회로 폭이 가늘어져 회로 폭의 편차로 이어지게 되고, 회로 단면도 작아짐에 따라 전기 저항의 상승을 일으키는 요인도 된다.
여기서, 종래의 다층 프린트 배선판(1')의 제조 방법의 일예를 도 22 및 도 23을 이용하여 간단히 설명한다. 먼저, 도 22의 (1)에 나타내는 바와 같은 양면 동장적층판(銅張積層板)을 준비한다. 이때 양면 동장적층판은 프리프레그(5)에 동박(2)을 접착시킨 동장적층판 상태이다. 그리고 동박(6)의 표면을 흑화 처리하여 미세한 산화 구리 입자를 부착형성하여 도 22의 (2)에 나타내는 바와 같은 흑화 처리면(20)을 형성한다. 그 후, 흑화 처리면(20)에 에칭 레지스트층을 형성하고 회로 패턴을 노광, 현상하여 회로 에칭함으로써 도 22의 (3)에 나타낸 바와 같이 내층 회로(Ci)를 형성한다.
그리고, 도 23의 (4)에 나타낸 바와 같이 내층 회로(Ci) 위에 프리프레그 및 도체층 형성용 금속박을 중첩하여 도 23의 (5)에 나타낸 상태에서 열간 프레스 가공함으로써 접착시켜 도 23의 (6)에 나타내는 바와 같은 다층 동장적층판을 형성한다. 이어서 상기 다층 동장적층판의 외층 동박을 에칭가공함으로써 외층 회로를 형성하여 다층 프린트 배선판이 된다.
이 도 22의 (2)의 공정에서 흑화 처리에 이용하는 것은 일반적으로 과황산칼륨 욕(浴), 아염소산나트륨 욕 등을 이용하는 습식 화학 반응 공정이며 이 욕의 관리가 매우 곤란하여, 예를 들어, 염소 농도가 약간 변동되는 것만으로도 제품의 흑색도가 대폭으로 변동되는 등 감수성이 높은 욕이기 때문에 일정한 범위의 흑색도를 얻기 위해서는 상당한 관리 노력을 필요로 한다. 따라서, 프린트 배선판 업자는 흑화 처리 공정이 없으면 프린트 배선판의 제조 공기를 현저하게 단축시키는 것이 가능하며 또한 전체 생산 비용을 대폭으로 절감시킬 수 있게 되었다.
이상에서 알 수 있는 바와 같이, 흑화 처리를 행하지 않고 내층 회로를 구비한 다층 프린트 배선판을 제조할 수 있게 되면 국제적인 가격 경쟁에 노출되어 있는 프린트 배선판 업계에 있어서, 생산 효율을 극히 높일 수 있고 대폭적인 전체 생산 비용의 절감도 가능해져 그 장점은 헤아릴 수 없다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
여기서, 본 발명자들은 연구를 거듭한 결과, 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 층 구성을 이용함으로써 흑화 처리를 생략한 다층 프린트 배선판을 얻는 것이 가능하게 되었다. 이하, '다층 프린트 배선판'과 '다층 프린트 배선판의 제조방법'으로 나누어 기술한다.
(본 발명에 따른 다층 프린트 배선판)
본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 기본적인 기술 사상은 내층 회로를 구비한 다층 프린트 배선판에 있어서, 조화처리를 행하지 않은 상기 내층 회로와 절연 수지층 사이에 수지만으로 구성된 프라이머 수지층을 구비한 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 내층 회로의 표면에 주석, 니켈 또는 이들 합금의 표면 처리층을 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판에 있어서, 상기 내층 회로와 프라이머 수지층 사이에 실란 커플링제층을 마련하는 것도 밀착성 향상의 관점에서 바람직하다.
그리고 이 실란 커플링제층은 아미노계 실란 커플링제, 멜캅토계 실란 커플링제를 이용하여 형성한 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판에 있어서, 상기 프라이머 수지층은 그 단면 두께가 1㎛~10㎛로 얇은 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 프라이머 수지층은, 20~80중량부의 에폭시 수지와 20~80중량부의 용제에 가용인 방향족 폴리아미드 수지 폴리머 및 필요에 따라 적정량 첨가하는 경화촉진제로 이루어지는 수지 혼합물을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 프라이머 수지층에 이용하는 방향족 폴리아미드수지 폴리머는 방향족 폴리아미드와 고무성 수지를 반응시킴으로써 얻어지는 것을 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판에 있어서, 상기 프라이머 수지층은, 20~50중량부의 에폭시 수지(경화제 포함), 50~95중량부의 폴리에테르설폰수지(말단에 수산기 또는 아미노기를 가지고 또한 용제에 가용인 것) 및 필요에 따라 적정량 첨가하는 경화촉진제로 이루어지는 수지 혼합물을 이용하여 형성하는 것도 바람직하다.
(본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 제조방법)
본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 제 1 제조방법으로서, 이하에 나타내는 (a)~(d)의 각 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 제조방법을 채용하는 것이 바람직하다.
(a) 지지 필름의 표면에 2㎛~12㎛ 두께의 프라이머 수지층을 구성하는 수지 조성물 피막을 형성하여 반경화 상태로 하는 지지 필름 부착 프라이머 수지 시트의 제조 공정.
(b) 다층 프린트 배선판을 구성하는 내층 회로를 구비한 내층 회로 기판의 내층 회로 형성면에 대하여 상기 지지 필름 부착 프라이머 수지 시트의 프라이머 수지면을 중첩시켜 적층한 상태로 하고 지지 필름을 제거하는 프라이머 수지 시트의 적층 공정.
(c) 상기 프라이머 수지 시트 위에 프리프레그 및 도체층 형성용 금속박을 중첩하고 열간 프레스 가공함으로써 적층하여, 프라이머 수지 시트가 가열에 의해 내층 기판의 표면 형상을 따라 변형된 프라이머 수지층을 구비하는 다층 동장적층판을 형성하는 프레스 가공 공정.
(d) 상기 다층 동장적층판의 외층 동박을 에칭가공함으로써 외층 회로를 형성하여 다층 프린트 배선판을 형성하는 외층 회로 에칭 공정.
본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 제 2 제조방법으로서, 이하에 나타내는 (a)~(c)의 각 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 제조방법을 채용하는 것이 바람직하다.
(a) 프라이머 수지층을 구성하는 수지 조성물을 내층 회로 기판의 내층 회로 형셩면에 도포하여 2㎛~12㎛ 두께의 반경화 상태의 프라이머 수지층을 형성하는 프라이머 수지 도포 공정.
(b) 상기 프라이머 수지층 위에 프리프레그 및 도체층 형성용 금속박을 중첩하고 열간 프레스 가공함으로써 적층하여 내층 기판의 표면 형상에 따른 프라이머 수지층을 구비하는 다층 동장적층판을 형성하는 프레스 가공 공정.
(c) 상기 다층 동장적층판의 외층 동박을 에칭가공함으로써 외층 회로를 형성하여 다층 프린트 배선판을 형성하는 외층 회로 에칭 공정.
본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 제 3 제조방법으로서, 이하에 나타내는 (a)~(d)의 각 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 제조방법을 채용하는 것이 바람직하다.
(a) 지지 필름의 표면에 2㎛~12㎛ 두께의 프라이머 수지층을 구성하는 수지 조성물 피막을 형성하여 반경화 상태로 하는 지지 필름 부착 프라이머 수지 시트의 제조 공정.
(b) 다층 프린트 배선판을 구성하는 내층 회로를 구비한 내층 회로 기판의 내층 회로 형성면에 대하여 상기 지지 필름 부착 프라이머 수지 시트의 프라이머 수지면을 중첩시켜 적층한 상태로 하고 지지 필름을 제거하는 프라이머 수지 시트의 적층 공정.
(c) 상기 프라이머 수지 시트 위에 수지 부착 금속박을 중첩하고 열간 프레스 가공함으로써 적층하여, 프라이머 수지 시트가 가열에 의해 내층 기판의 표면 형상을 따라 변형된 프라이머 수지층을 구비하는 다층 동장적층판을 형성하는 프레스 가공 공정.
(d) 상기 다층 동장적층판의 외층 동박을 에칭가공함으로써 외층 회로를 형성하여 다층 프린트 배선판을 형성하는 외층 회로 에칭 공정.
본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 제 4 제조방법으로서, 이하에 나타내는 (a)~(c)의 각 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 제조방법을 채용하는 것이 바람직하다.
(a) 프라이머 수지층을 구성하는 수지 조성물을 내층 회로 기판의 내층 회로 형셩면에 도포하여 2㎛~12㎛ 두께의 반경화 상태의 프라이머 수지층을 형성하는 프라이머 수지 도포 공정.
(b) 상기 프라이머 수지층 위에 수지 부착 금속박을 중첩하고 열간 프레스 가공함으로써 적층하여, 내층 기판의 표면 형상에 따른 프라이머 수지층을 구비하는 다층 동장적층판을 형성하는 프레스 가공 공정.
(c) 상기 다층 동장적층판의 외층 동박을 에칭가공함으로써 외층 회로를 형성하여 다층 프린트 배선판을 형성하는 외층 회로 에칭 공정.
본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 제 5 제조방법으로서, 이하에 나타내는 (a)~(d)의 각 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 제조방법을 채용하는 것이 바람직하다.
(a) 지지 필름의 표면에 2㎛~12㎛ 두께의 프라이머 수지층을 구성하는 수지 조성물 피막을 형성하여 반경화 상태로 하는 지지 필름 부착 프라이머 수지 시트의 제조 공정.
(b) 다층 프린트 배선판을 구성하는 내층 회로를 구비한 내층 회로 기판의 내층 회로 형성면에 대하여 상기 지지 필름 부착 프라이머 수지 시트의 프라이머 수지면을 중첩시켜 적층한 상태로 하고 지지 필름을 제거하는 프라이머 수지 시트의 적층 공정.
(c) 상기 프라이머 수지 시트 위에 골격재 함유 수지 부착 금속박을 중첩하고 열간 프레스 가공함으로써 적층하여, 프라이머 수지 시트가 가열에 의해 내층 기판의 표면 형상을 따라 변형된 프라이머 수지층을 구비하는 다층 동장적층판을 형성하는 프레스 가공 공정.
(d) 상기 다층 동장적층판의 외층 동박을 에칭가공함으로써 외층 회로를 형성하여 다층 프린트 배선판을 형성하는 외층 회로 에칭 공정.
본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 제 6 제조방법으로서, 이하에 나타내는 (a)~(c)의 각 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 제조방법을 채용하는 것이 바람직하다.
(a) 프라이머 수지층을 구성하는 수지 조성물을 내층 회로 기판의 내층 회로 형성면에 도포하여 2㎛~12㎛ 두께의 반경화 상태의 프라이머 수지층을 형성하는 프라이머 수지 도포 공정.
(b) 상기 프라이머 수지층 위에 골격재 함유 수지 부착 금속박을 중첩하고 열간 프레스 가공함으로써 적층하여, 내층 기판의 표면 형상에 따른 프라이머 수지층을 구비하는 다층 동장적층판을 형성하는 프레스 가공 공정.
(c) 상기 다층 동장적층판의 외층 동박을 에칭가공함으로써 외층 회로를 형성하여 다층 프린트 배선판을 형성하는 외층 회로 에칭 공정.
그리고 이상에 기술한 제조방법 중에서 사용하는 골격재 함유 수지 부착 금속박은 이하에 나타내는 (a)~(e)의 각 공정을 거쳐 제조되는 것을 이용하는 것이 바람직하다.
(a) 액체상의 열경화성 수지를 이용하여 금속박의 표면 위에 소정 두께의 피막으로서 액체 수지층을 형성하는 액체 수지 피막 형성 공정.
(b) 금속박의 표면 위에 있는 액체 수지층을 그 상태 그대로 건조시킴으로써 건조 수지층을 형성하는 예비 건조 공정.
(c) 금속박의 표면 위에 상기 건조 수지층의 표면에 골격재인 골격재를 중첩하고 예비 가열하여 압착함으로써 골격재를 가접합시키는 예비 접착 공정.
(d) 금속박의 표면 위에 골격재를 탑재한 채로 수지가 재유동가능한 온도로 가열하여 당해 골격재에 열경화성 수지 성분을 함침시키는 수지 함침 공정.
(e) 수지 함침이 완료되면 열경화성 수지를 완전경화시키지 않고 곧바로 강온 조작을 행하여 골격재를 함침시킨 열경화성 수지의 반경화 상태를 유지하여 골격재 함유 수지 부착 금속박을 형성하는 강온 공정.
그리고 상기 프라이머 수지층의 형성에 이용하는 수지 조성물은 이하의 (a) 및 (b)의 공정에 따라 일정한 수지 고형분율로 조정된 것이 바람직하다.
(a) 20~80중량부의 에폭시 수지와 20~80중량부의 용제에 가용인 방향족 폴리아미드 수지 폴리머 및 필요에 따라 적정량 첨가하는 경화촉진제를 혼합한 수지 혼합물을 제조한다.
(b) 상기 수지 혼합물을 유기 용제를 이용하여 용해하여 수지 고형분을 25wt%~40wt%의 수지 조성물을 제조한다.
또한, 상기 프라이머 수지층을 도포법으로 형성하는 경우에 이용하는 수지 조성물은 이하의 (a) 및 (b)의 공정에 따라, 일정한 수지 고형분율로 조정된 것이 바람직하다.
(a) 20~80중량부의 에폭시 수지와 20~80중량부의 용제에 가용인 방향족 폴리아미드 수지 폴리머 및 필요에 따라 적정량 첨가하는 경화촉진제를 혼합한 수지 혼합물을 제조한다.
(b) 상기 수지 혼합물을 유기 용제를 이용하여 용해하여 수지 고형분을 8wt%~15wt%의 수지 조성물을 제조한다.
<발명의 효과>
본 발명에 따른 다층 프린트 배선판은 내층 회로의 표면에 특별히 조화처리를 행하지 않아도 절연 수지층과 양호한 밀착성을 보유하고 있다. 따라서, 종래 내층 회로 표면과 절연 수지층의 밀착성 향상을 위해 행해져 온 흑화 처리 등의 조화 처리의 생략이 가능해진다.
도 1은 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 일예를 나타내는 모식 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 내층 회로 단면의 광학 현미경 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 제조 플로우를 나타내는 모식 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 제조 플로우를 나타내는 모식 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 제조 플로우를 나타내는 모식 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 제조 플로우를 나타내는 모식 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 제조 플로우를 나타내는 모식 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 제조 플로우를 나타내는 모식 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 제조 플로우를 나타내는 모식 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 제조 플로우를 나타내는 모식 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 제조에서 사용되는 골격재 함유 수지 부착 동박의 모식 단면도이다.
도 12는 골격재 함유 수지 부착 동박의 제조 플로우를 나타내는 모식도이다.
도 13은 골격재 함유 수지 부착 동박의 제조 플로우를 나타내는 모식도이다.
도 14는 박리 강도 측정용 시료의 제조 순서를 나타내는 모식도이다.
도 15는 박리 강도 측정용 시료의 제조 순서를 나타내는 모식도이다.
도 16은 박리 강도 측정용 시료의 제조 순서를 나타내는 모식도이다.
도 17은 박리 강도 측정용 시료의 제조 순서를 나타내는 모식도이다.
도 18은 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 내층 회로 단면의 광학 현미경 사진이다.
도 19는 박리 강도 측정용 시료의 제조 순서를 나타내는 모식도이다.
도 20은 박리 강도 측정용 시료의 제조 순서를 나타내는 모식도이다.
도 21은 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 내층 회로 단면의 광학 현미경 사진이다.
도 22는 종래의 다층 프린트 배선판의 제조 플로우를 나타내는 모식도이다.
도 23은 종래의 다층 프린트 배선판의 제조 플로우를 나타내는 모식도이다.
[참조 부호에 대한 간단한 설명]
1..다층 프린트 배선판
2..지지 필름 부착 프라이머 수지 시트
3..프라이머 수지 시트
4..골격재
5..프리프레그(절연 수지층)
6..금속박
7..수지 부착 동박
8..(수지 부착 동박의 골격재를 함유하지 않는) 수지층
9..골격재 함유 수지 부착 동박
10..(골격재 함유 수지 부착 동박의) 수지층
11..조화면(粗化面)
12..제 1 열경화성 수지층
13..제 2 열경화성 수지층
15..열경화성 수지층
16..(박리 강도 측정용) 직선 회로
17..시험용 수지 부착 동박
P..프라이머 수지층(반경화 상태의 경우를 포함)
F..지지 필름
IB..내층 회로 기판
Ci..내층 회로
Co..외층 회로
M1, M2, M3..다층 동장적층판(銅張積層板)
R..수지 조성물(용액 상태)
이하, 본 발명에 따른 '다층 프린트 배선판'과 '다층 프린트 배선판의 제조 방법'에 관한 실시형태 및 실시예를 나타낸다.
<다층 프린트 배선판의 형태>
본 발명에 따른 다층 프린트 배선판(1)은 일예로서 도 1에 예시적으로 나타낸 모식 단면을 가지는 것이다. 여기서, 다층 프린트 배선판으로서 소위 4층 기판을 기재하고 있으나, 4층 기판을 다층 프린트 배선판과 구별하여 쉴드(shield)판이라고 하는 경우가 있다. 따라서, 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판은 내부에 내층 회로(Ci)를 가지고 외층에 외층 회로(Co)를 구비한 것이면 도체층의 층수에 관계없음을 밝혀둔다.
먼저, 본 발명에 따른 내층 회로를 구비한 다층 프린트 배선판은 '내층 회로를 구비한 다층 프린트 배선판에 있어서, 조화처리를 행하지 않은 상기 내층 회로와 절연 수지층 사이에 수지만으로 구성된 프라이머 수지층을 구비한 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선판'이다. 이 다층 프린트 배선판(1)은 적어도 내층 회로(Ci)와 절연 수지층(5) 사이에 프라이머 수지층(P)이 배치되는 것이다. 따라서, 프라이머 수지층(P)은 도 1에 도시한 바와 같이 내층 기판(IB)의 표층 전체를 피복하도록 배치해도 전혀 문제가 없다.
또한, 이때의 내층 회로(Ci)의 표면은 그 표면을 흑화처리 등의 조화처리 또는 이종 금속 등에 의한 방청 처리를 전혀 행하지 않은 것이다. 이때의 내층 회로(Ci)를 구성하는 것은 전해 동박 및 압연 동박 등 모든 동박의 사용이 가능하며 종류, 두께에 제한되는 것은 없다. 또한, 전해 동박의 경우에는 광택면 및 조화면의 양면을 대상으로 고려한다.
여기서, 내층 회로(Ci)의 표면 거칠기는 조화처리가 행해지지 않은 상태에서 표면 거칠기(Rz)가 2㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이 표면 거칠기(Rz)가 2㎛ 이하가 되면 고주파 영역의 신호 전류가 끊어지는 기점이 되는 요철이 감소되어 층간의 크로스토크 특성이 급격히 안정화되기 때문이다. 본 발명에서는 전해 동박의 조화면이 아닌 광택면(Rz가 1.8㎛ 이하)이라도 프라이머 수지층의 존재에 의해 층간 절연층에 대한 충분히 양호한 접착 강도를 얻는 것이 가능해진다.
그리고 이 프라이머 수지층은 수지만으로 구성되고 골격재를 포함하지 않는 층이다. 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 내층 회로의 단면을 나타낸 것이 도 2에 도시한 광학 현미경에 의한 단면 관찰 사진이다. 이 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 프라이머 수지층(P)은 내층 회로(Ci)를 얇게 피복하는 단독 수지층으로서 내층 기판의 표면 형상에 따라 내층 기판(IB) 표면에 존재한다.
이와 같이 프라이머 수지층을 마련함으로써 내층 회로(Ci)의 표면을 조화처리하지 않고 층간 절연층을 구성하는 수지와 내층 회로 표면의 양호한 밀착성 및 밀착 안정성을 확보할 수 있다.
그리고 상기 내층 회로(Ci)의 표면에 주석, 니켈 또는 이들 합금의 표면 처리층을 마련함으로써 프라이머 수지층(P)과의 사이에 밀착성을 향상시키는 것이 가능해진다. 이 주석, 니켈 또는 이들 합금의 표면 처리층을 형성하는 데에는, (Ⅰ) 회로를 형성하기 전의 금속박 단계에서 금속박 표면에 미리 형성해 두거나, (Ⅱ) 내층 회로를 형성한 이후에 도금법 등으로 형성하는 등의 기법을 채용할 수 있다. 그러나 후자의 (Ⅱ)를 채용하는 편이 형성된 회로의 측면부까지 표면 처리층을 형성할 수 있어 내층 회로의 전체가 프라이머 수지층과의 밀착성이 뛰어나게 된다. 여기서 말하는 도금법은 무전해 도금법, 전해 도금법, 또는 이것들을 조합하여 사용하는 것이 가능하나 내층 회로가 복잡한 형상을 하고 있는 경우도 있어 전착 시의 균일성에서 보면 전해 도금법을 채용하는 것이 바람직하다.
표면 처리층으로서 니켈층을 형성하는 경우에는, 니켈 도금액으로 널리 이용되는 용액을 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어, (ⅰ) 황산 니켈을 이용하여 니켈 농도가 5~30g/ℓ, 액온 20~50℃, pH 2~4, 전류 밀도 0.3~10A/dm2의 조건, (ⅱ) 황산 니켈을 이용하여 니켈 농도가 5~30g/ℓ, 피롤린산 칼륨 50~500g/ℓ, 액온 20~50℃, pH 8~11, 전류 밀도 0.3~10A/dm2의 조건, (ⅲ) 황산 니켈을 이용하여 니켈 농도가 10~70g/ℓ, 붕산 20~60g/ℓ, 액온 20~50℃, pH 2~4, 전류 밀도 1~50A/dm2의 조건, 그 외 일반적인 와트욕(Watts type bath)의 조건으로 하는 등이다.
표면 처리층으로서 주석층을 형성하는 경우에는, 주석 도금액으로 이용되는 용액을 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어, (ⅰ) 황산 제 1 주석을 이용하여 주석 농도가 5~30g/ℓ, 액온 20~50℃, pH 2~4, 전류 밀도 0.3~10A/dm2의 조건, (ⅱ) 황산 제 1 주석을 이용하여 주석 농도가 20~40g/ℓ, 황산 농도 70~150g/ℓ, 액온 20~35℃, 크레졸술폰산 70~120g/ℓ, 젤라틴 1~5g/ℓ, 베타나프톨 0.5~2g/ℓ, 전류 밀도 0.3~3A/dm2의 조건 등이다.
표면 처리층으로서 니켈-아연 합금층을 형성하는 경우에는, 예를 들어, 황산 니켈을 이용하여 니켈 농도가 1~2.5g/ℓ, 피롤린산 아연을 이용하여 아연 농도가 0.1~1g/ℓ, 피롤린산 칼륨 50~500g/ℓ, 액온 20~50℃, pH 8~11, 전류 밀도 0.3~10A/dm2의 조건 등이다.
표면 처리층으로서 니켈-코발트층을 형성하는 경우에는, 예를 들어, 황산 코발트 80~180g/ℓ, 황산 니켈 80~120g/ℓ, 붕산 20~40g/ℓ, 염화 칼륨 10~15g/ℓ, 인산 2 수소 나트륨 0.1~15g/ℓ, 액온 30~50℃, pH 3.5~4.5, 전류 밀도 1~10A/dm2의 조건 등이다.
표면 처리층으로서 니켈-인 합금층을 형성하는 경우에는, 예를 들어, 황산 니켈 120~180g/ℓ, 염화 니켈 35~55g/ℓ, H3PO4 30~50g/ℓ, H3PO3 20~40g/ℓ, 액온 70~95℃, pH 0.5~1.5, 전류 밀도 5~50A/dm2의 조건 등이다.
표면 처리층으로서 주석-납 합금층을 형성하는 경우에는, 예를 들어, 황산 제 1 주석 20~40g/ℓ, 초산 납 15~25g/ℓ, 피롤린산 나트륨 100~200g/ℓ, EDTA·2 나트륨 15~25g/ℓ, PEG-3000 0.8~1.5g/ℓ, 포르말린 37% 수용액 0.3~1㎖/l, 액온 45~55℃, pH 8~10, 전류 밀도 5~20A/dm2의 조건 등이다.
표면 처리층으로서 니켈-코발트-철 합금층을 형성하는 경우에는, 화산 코발트 50~300g/ℓ, 황산 니켈 50~300g/ℓ, 황산 제 1 철 50~300g/ℓ, 붕산 30~50g/ℓ, 액온 45~55℃, pH 4~5, 전류 밀도 1~10A/dm2의 조건 등이다.
또한, 상기 내층 회로(Ci)와 프라이머 수지층(P) 사이에 실란 커플링제층(미도시)을 구비한 다층 프린트 배선판을 형성함으로써, 층간 절연층을 구성하는 수지와 내층 회로 표면의 더욱 양호한 밀착성 및 밀착 안정성을 확보할 수 있다. 여기서 말하는 실란 커플링제층은 조화처리를 행하지 않은 내층 회로 표면과 프라이머 수지층의 젖음성을 개선하고, 기재수지에 프레스 가공했을 때의 밀착성을 향상시키기 위한 조제(助劑)로서의 역할을 하는 것이다. 따라서, 상기 표면 처리층이 존재하고 또한 그 표면 처리층 위에 실란 커플링제층이 존재하면 더욱 바람직한 것이 된다 그런데, 프린트 배선판의 내층 회로의 흑화 처리면의 박리 강도는 종래부터 높을수록 좋다고 여겨져 왔다. 그러나 최근에는, 에칭 기술의 정밀도 향상에 의해 에칭 시의 회로 박리가 없어지고 프린트 배선판 업계에서의 프린트 배선판의 취급방법이 확립되어 다양한 문제도 해소되어 왔다. 따라서, 최근에는 적어도 0.8kgf/㎝ 이상의 박리 강도가 있으면 실제 사용이 가능하다고 여겨지며, 1.0kgf/㎝ 이상이면 아무런 문제가 없다고 여겨지고 있다.
이러한 실제의 상황을 고려하면, 실란 커플링제에는 가장 일반적인 에폭시 관능성 실란 커플링제를 비롯한 올레핀 관능성 실란, 아크릴 관능성 실란 등 다양한 것을 이용함으로써, 전해 동박의 광택면과 FR-4 프리프레그 사이에 프라이머 수지층을 마련하고 접착을 행하여 박리 강도를 측정하면 0.8kgf/㎝ 전후의 박리 강도가 얻어진다. 그러나 아미노 관능성 실란 커플링제 또는 멜캅토 관능성 실란 커플 링제를 사용하면 이 박리 강도가 1.0kgf/㎝ 이상이 되어 특히 바람직하다.
여기에서 사용가능한 실란 커플링제를 보다 구체적으로 명시해 둔다. 프린트 배선판용의 프리프레그를 구성하는 유리 천에 이용되는 것과 동일한 커플링제를 중심으로 비닐트리메톡시실란, 비닐페닐트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, 4-글리시딜부틸트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-β(아미노에틸)γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-3-(4-(3-아미노프로폭시)프톡시)프로필-3-아미노프로필트리메톡시실란, 이미다졸실란, 트리아진실란, γ-멜캅토프로필트리메톡시실란 등을 이용하는 것이 가능하다.
다층 프린트 배선판 중에서 상기 프라이머 수지층(P)은 단면 두께가 1㎛~10㎛ 인 것이 바람직하다. 이와 같은 얕은 수지층으로 한 이유는 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판을 제조할 때의 열간 프레스 가공 시에 프라이머 수지층이 연화(軟化)되더라도 레진 플로우가 거의 일어나지 않는 상태를 만들기 위해서이다. 종래의 동박과 수지기재의 접착에서는 동박의 조화면에 요철이 있어 공기의 혼입 등이 발생되고, 이 공기의 배출을 겸하여 1㎡ 사이즈의 동장적층판에서 그 단부로부터 5㎜~15㎜ 정도의 레진 플로우를 의도적으로 발생시켜 왔다. 그러나 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 경우에는 이 레진 플로우가 거의 일어나지 않는 것이 조화처리를 행하지 않은 내층 회로와 층간 절연 수지와의 양호한 밀착성을 확보하는 데 있어서 가장 중요한 요인이 된다.
본 명세서에 있어서, 레진 플로우는 이하의 방법으로 측정한 값이다. 즉, 본 발명에서 프라이머 수지층의 구성에 사용되는 수지를 소정 두께의 동박의 편면에 도포하여 반경화 수지층으로 만들어 이것을 10㎝ 크기로 4장 샘플링하고, 이것을 레진 플로우 측정용 시료로 사용한다. 이 4장의 레진 플로우 측정용 시료를 겹친 상태에서 프레스 온도 171℃, 프레스압 14kgf/㎠, 프레스 시간 10분의 조건에서 접착하여 이때의 레진 플로우를 수학식 1에 따라 계산하여 구한 것이다. 단, 본 명세서에 있어서의 레진 플로우의 측정은 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판에 사용한 도포 두께를 그대로 사용한다면 측정 정밀도가 떨어지기 때문에, 40㎛ 두께의 수지층을 의도적으로 제조하여 이를 시료로 사용하는 것이다. 참고로, 통상적인 프리프레그를 이용했을 때 및 통상적인 수지 부착 동박(40㎛ 두께 수지층)의 레진 플로우는 20% 전후이다.
Figure 112006021688533-PCT00001
이 프라이머 수지층(P)이 1㎛ 미만이 되면, 아무리 평활하고 요철이 없는 것처럼 보이는 내층 회로 기판이라도 그 표면을 균일한 두께로 피복하는 것이 곤란해진다. 이에 반해, 다층 프린트 배선판 중의 프라이머 수지층(P)이 10㎛를 넘으면 열충격을 받았을 때에 내층 회로부의 계면 박리(디라미네이션)를 일으키기 쉬워진다. 한편, 이 프라이머 수지층의 두께는 1㎡ 정도의 완전 평면에 도포했다고 생각했을 때의 환산 두께이다.
여기서, 프라이머 수지층을 구성하는 수지 조성물에 관하여 설명한다. 본 발 명에서 사용하는 수지 조성물은 크게 2종류로 분류할 수 있다. 이하에, 제 1 수지 조성물과 제 2 수지 조성물로 나누어 설명한다.
(제 1 수지 조성물)
제 1 수지 조성물은 에폭시 수지, 경화제, 용제에 가용인 방향족 폴리아미드 수지 폴리머, 및 필요에 따라 적정량 첨가하는 경화촉진제로 이루어지는 것이다.
여기서 말하는 '에폭시 수지'란, 분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 가지는 것으로서, 전기·전자재료 용도로 이용가능한 것이면, 특별히 문제없이 사용할 수 있다. 그 중에서도, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀F형 에폭시 수지, 비스페놀S형 에폭시 수지, 노보랙형 에폭시 수지, 크레졸 노보랙형 에폭시 수지, 지환(脂環)식 에폭시 수지, 브롬화 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지의 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
이 에폭시 수지는 수지 조성물의 주체를 이루는 것으로 20중량부~80중량부의 배합 비율로 사용된다. 단, 여기에는 이하에 기술하는 경화제를 포함하는 것으로 생각한다. 따라서, 포함하는 상태에서의 당해 에폭시 수지가 20중량부 미만인 경우에에는 열경화성을 충분히 발휘할 수 없어 기재수지와의 바인더로서의 기능 및 동박과의 밀착성을 충분히 발휘할 수 없고, 80중량부를 넘으면 수지용액 상태에서의 점도가 지나치게 높아져 동박 표면에 대한 균일한 두께로의 도포가 곤란해짐과 함께 후술하는 방향족 폴리아미드 수지 폴리머의 첨가량과의 균형이 맞지 않아 경화 후의 충분한 인성(靭性)을 얻을 수 없게 된다.
그리고 에폭시 수지의 '경화제'란 에폭시 수지와 가교 반응을 일으키는 다른 성분으로 규정하는 것이 가능하나, 특히 경화제라고 칭하는 경우에는 디시안디아미드, 이미다졸류, 방향족 아민 등의 아민류, 비스페놀A, 브롬화 비스페놀A 등의 페놀류, 페놀 노보랙 수지 및 크레졸 노보랙 수지 등의 노보랙류, 무수프탈산 등의 산무수물 등을 이용하는 것이다. 에폭시 수지에 대한 경화제의 첨가량은 각각의 당량으로부터 저절로 도출되는 것이기 때문에, 본래 엄밀히 그 배합 비율을 명기할 필요성은 없는 것으로 생각된다. 따라서, 본 발명에서는 경화제의 첨가량을 특별히 한정하고 있지 않다.
다음으로, '방향족 폴리아미드 수지 폴리머'란, 방향족 폴리아미드 수지와 고무성 수지를 반응시켜 얻어지는 것이다. 여기서, 방향족 폴리아미드 수지란, 방향족 디아민과 디카르본산과의 축중합에 의해 합성되는 것이다. 이때의 방향족 디아민으로는, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 3,P-디아미노디페닐술폰, m-크실렌디아민, 3,P-옥시디아닐린 등을 이용한다. 그리고 디카르본산으로는 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 푸말산 등을 이용한다.
그리고 이 방향족 폴리아미드 수지와 반응시키는 고무성 수지란, 천연 고무 및 합성 고무를 포함하는 개념으로 기재하고 있으며, 후자의 합성 고무에는 스틸렌-부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 부틸 고무, 에틸렌-프로필렌 고무 등이 있다. 또한, 형성하는 유전체층의 내열성을 확보할 때에는 니트릴 고무, 클로로프렌 고무, 실리콘 고무, 우레탄 고무 등의 내열성을 구비한 합성 고무를 선택하여 사용하는 것도 유용하다. 이들 고무성 수지에 관해서는 방향족 폴리아미드 수지와 반응하여 공중합체를 제조하게 되므로 양 말단에 다양한 관능기를 구비하는 것이 바람직하 다. 특히, CTBN(카르복시기 말단 부타디엔 니트릴)을 이용하는 것이 유용하다.
방향족 폴리아미드 수지 폴리머를 구성하게 되는 방향족 폴리아미드 수지와 고무성 수지는, 방향족 폴리아미드 수지가 25wt%~75wt%, 나머지가 고무성 수지인 배합을 사용하는 것이 바람직하다. 방향족 폴리아미드 수지가 25wt% 미만인 경우에는 고무 성분의 존재 비율이 지나치게 커져 내열성이 떨어지고, 한편 75wt%를 넘으면 방향족 폴리아미드 수지의 존재 비율이 지나치게 커져 경화 후의 경도가 지나치게 높아져 부러지기 쉬워진다.
이 방향족 폴리아미드 수지 폴리머에는 먼저 용제에 가용인 성질이 요구된다. 이 방향족 폴리아미드 수지 폴리머는 20 중량부~80 중량부의 배합 비율로 이용된다. 방향족 폴리아미드 수지 폴리머가 20 중량부 미만인 경우에는 동장적층판의 제조를 행하는 일반적인 프레스 조건에서 지나치게 경화되어 부러지기 쉬워지고, 기판의 표면에 마이크로 크랙을 발생시키기 쉬워진다. 한편, 80 중량부를 초과하여 방향족 폴리아미드 수지 폴리머를 첨가해도 특별히 지장은 없으나 80 중량부를 초과하여 방향족 폴리아미드 수지 폴리머를 첨가해도 경화 후의 강도는 그 이상으로 향상되지 않는다. 따라서, 경제성을 고려하면 80 중량부가 상한치라고 할 수 있다.
'필요에 따라 적정량 첨가하는 경화촉진제'란, 3급 아민, 이미다졸, 요소계 경화촉진제 등이다. 본 발명에서 이 경화촉진제의 배합 비율은 특별히 한정하지 않는다. 왜냐하면, 경화촉진제는 동장적층판 제조 공정에서의 생산조건 등을 고려하여 제조자가 임의로 선택적으로 첨가량을 정해도 되는 것이기 때문이다.
(제 2 수지 조성물)
이 제 2 수지 조성물은 에폭시 수지(경화제를 포함), 폴리에테르설폰 수지, 및 필요에 따라 적정량 첨가하는 경화촉진제로 이루어지는 것이다.
여기서 말하는 '에폭시 수지'란 제 1 수지 조성물의 경우와 동일한 개념을 적용할 수 있으므로 여기서의 설명은 생략한다. 단, 이 제 2 수지 조성물의 구성에 이용되는 수지 조성물은 가능한 한 다관능형 에폭시 수지를 선택적으로 사용하는 것이 바람직하다.
이 에폭시 수지는 수지 조성물의 주체를 이루는 것으로 5 중량부~50 중량부의 배합비율로 사용된다. 단, 여기에는 제 1 수지 조성물에서 기술한 것과 마찬가지의 경화제를 포함하는 것으로 생각한다. 따라서, 경화제를 포함하는 상태에서의 당해 에폭시 수지가 5 중량부 미만인 경우에는 열경화성을 충분히 발휘할 수 없어 기재수지와의 바인더로서의 기능 및 동박과의 밀착성을 충분히 발휘할 수 없고, 50 중량부를 넘으면 폴리에테르설폰 수지의 첨가량과의 균형을 맞출 수 없어, 경화 후에 충분한 인성을 얻을 수 없게 된다.
폴리에테르설폰 수지는 말단에 수산기 또는 아미노기를 구비하는 구조를 가지고 또한 용제에 가용인 것이 아니면 아니 된다. 말단에 수산기 또는 아미노기가 없으면 에폭시 수지와의 반응이 행해지지 않으며, 용제에 가용이 아니면 고형분 조정이 곤란해지기 때문이다. 그리고 상기 에폭시 수지와의 균형을 고려하여 50 중량부에서 95 중량부의 배합 비율로 사용된다. 이 폴리에테르설폰 수지는 프린트 배선판의 절연층을 구성하여 흡수성을 낮게 하고 프린트 배선판으로서의 표면 절연 저항의 변동을 작게 한다. 폴리에테르 설폰 수지가 50 중량부 미만인 경우에는 디스 미어 처리액에 의한 수지의 손상이 급격히 심해진다. 한편, 폴리에테르설폰 수지가 95 중량부를 넘으면 260℃의 땜납조에 띄워서 행하는 땜납 내열 시험에서의 팽창이 발생하기 쉬워진다.
그리고 '필요에 따라 적정량 첨가하는 경화촉진제'란, 3급 아민, 이미다졸계, 트리페닐포스핀으로 대표되는 인화합물, 요소계 경화촉진제 등이다. 본 발명에서는 이 경화촉진제의 배합 비율을 특별히 한정하지 않았다. 왜냐하면, 경화촉진제는 프레스 공정에서의 생산 조건 등을 고려하여 제조자기 임의로 선택적으로 첨가량을 정하면 되기 때문이다.
<다층 프린트 배선판의 제조 형태>
본 발명에 따른 다층 프린트 배선판의 제조방법은, 프라이머 수지층의 형성방법으로 프라이머 수지 시트를 이용하는지 또는 수지 조성물을 내층 회로 기판의 표면에 도포하는지에 따라 다르다. 그리고, 프라이머 수지층 위에 형성하는 절연층과 도전층을 어떻게 형성하는지에 따라 나눌 수 있다. 따라서, 먼저 프라이머 수지층의 형성방법을 나누어 설명한다.
먼저, 프라이머 수지층의 형성에 프라이머 수지 시트를 이용하는 방법에 관하여 설명한다. 이 경우, 지지 필름 부착 프라이머 수지 시트의 제조 공정과 프라이머 수지 시트의 적층 공정을 거치게 된다.
지지 필름 부착 프라이머 수지 시트의 제조 공정 : 여기에서는 먼저, 이하에 기술하는 공정 Ⅰ, 공정 Ⅱ의 순서로 프라이머 수지층의 형성에 이용되는 수지 용액을 조제하고, 상기 수지 용액을 지지 필름(F) 위에 1㎛~12㎛의 두께 만큼 도포하 여 반경화 상태로 형성하여 도 3의 (1)에 나타낸 바와 같은 지지 필름 부착 프라이머 수지 시트(2)를 얻는 공정이다.
프라이머 수지층(P)의 형성에 이용되는 수지 용액의 조제에 관하여 설명한다. 먼저, 공정 Ⅰ에서는, 20~80 중량부의 에폭시 수지(경화제 포함), 20~80 중량부의 용제에 가용인 방향족 폴리아미드 수지 폴리머, 및 필요에 따라 적정량 첨가하는 경화촉진제를 혼합하여 수지 혼합물을 제조한다. 여기에 기재한 각 조성물 및 배합비율에 관한 각각의 설명은 상술한 바와 같으므로, 여기서의 설명은 중복되기 때문에 기재를 생략한다.
그리고 공정 Ⅱ에서는, 상기 수지 혼합물을 유기 용제, 예를 들어, 메틸에틸케톤과 시클로펜타논 중 어느 하나의 용제 또는 이들의 혼합 용제를 이용하여 용해하여 수지 고형분 25wt%~40wt%의 수지 용액으로 만든다. 메틸에틸케톤과 시클로펜타논을 사용한 이유는 열간 프레스 가공 시의 열 이력에 의해 높은 효율로 휘발 제거하는 것이 용이하고, 또한 휘발 가스의 정화 처리도 용이하며 수지 용액의 점도를 동박 표면에 도포하는 데 가장 적합한 점도로 조절하는 것이 용이하기 때문이다. 단, 여기서 구체적으로 든 용제 이외에도 본 발명에서 사용하는 모든 수지 성분을 용해하는 것이 가능한 것이라면 그 사용이 불가능한 것은 아니다.
디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등을 유기 용제로서 사용하는 것이 가능하다. 그러나, 메틸에틸케톤과 시클로펜타논의 혼합 용제를 이용하여 용해하는 것이 환경적인 견지에서 현 단계에서는 가장 바람직하다. 혼합 용제로 하는 경우의 혼합 비율에도 특별히 한정은 없으나 시클로펜타논은 방향족 폴 리아미드 수지 폴리머의 조정 바니시로 이용되는 등 불가피하게 혼입되는 경우도 있으므로, 시클로펜타논이 불가피하게 혼입되는 경우를 상정하여 프린트 배선판 용도로서 생각했을 때의 열 이력에 있어서의 휘발 제거 속도를 고려하여 메틸에텐케톤을 그 공존 용매로 하는 것이 바람직하다.
상술한 용매를 이용하여 수지 고형분 25wt%~40wt%인 수지 용액을 만든다. 여기에 나타낸 수지 고형분의 범위가 지지 필름의 표면에 도포했을 때에 막 두께의 정밀도를 가장 좋게 할 수 있는 범위이다. 수지 고형분이 25wt% 미만인 경우에는 점도가 지나치게 낮아 지지 필름의 표면에 도포한 직후에 흐르므로 막 두께 균일성을 확보하기 어려워진다. 이에 대해, 수지 고형분이 40wt%를 넘으면 점도가 높아져 지지 필름의 표면에 박막 형성이 곤란해진다.
이상과 같이 하여 얻어지는 수지 용액을 지지 필름의 표면에 도포하는 경우에 도포방법에 관하여는 특별히 한정되지 않는다. 그러나 1㎛~12㎛의 환산 두께 만큼을 높은 정밀도로 도포하지 않으면 안되는 점을 고려하면 박막 형성에 유리한 소위 그라비어 코터(gravure coater)를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 지지 필름의 표면에 수지 피막을 형성한 후의 건조는 수지 용액의 성질에 따라 반경화 상태로 하는 것이 가능한 가열 조건을 적절히 채용하면 된다.
여기서 지지 필름으로서 사용할 수 있는 것은 PET 필름, PEN 필름, 불소 수지 필름, 폴리에틸렌 필름 등이다.
프라이머 수지 시트의 적층 공정 : 이 공정에서는 도 3의 (2)에 나타낸 바와 같이, 다층 프린트 배선판을 구성하는 내층 회로를 구비한 내층 회로 기판의 내층 회로 형성면에 대하여 상기 지지 필름 부착 프라이머 수지 시트의 프라이머 수지면을 중첩하여 도 3의 (3)에 나타내는 바와 같은 적층 상태로 만들고, 이어서 도 3의 (4)에 나타낸 바와 같이 지지 필름(F)을 제거한다.
그리고 실란 커플링제층을 마련하는 경우에는, 상술한 바와 같이, 내층 기판(IB)의 내층 회로 형성면에 대하여 상기 지지 필름 부착 프라이머 수지 시트(2)를 중첩하기 전에 상기 내층 회로면에 실란 커플링제를 흡착시킨다. 한편, 도면 중에는 실란 커플링제층의 기재를 생략하고 있다.
실란 커플링제층의 형성은 일반적으로 사용되는 침지법, 샤워링법, 분무법 등이 있으며 그 방법은 특별히 한정되지 않는다. 공정 설계에 맞추어 가장 균일하게 내층 회로면과 실란 커플링제를 포함한 용액을 접촉시켜 흡착시킬 수 있는 방법을 임의로 채용하면 된다.
이들 실란 커플링제로는 용매로서의 물에 0.5~10g/ℓ 용해시켜 실온 레벨의 온도에서 사용한다. 실란 커플링제는 동박의 표면에 돌출된 OH기와 축합결합 함으로써 피막을 형성하는 것으로 필요 이상의 진한 농도의 용액을 사용하더라도 그 효과는 현저하게 증대되지 않는다. 따라서, 본래는 공정의 처리 속도 등에 따라 결정되어야 한다. 단, 0.5g/ℓ을 밑도는 경우에는 실란 커플링제의 흡착 속도가 느려 일반적인 상업적 채산에 맞지 않고 흡착도 불균일하게 된다. 또한, 10g/ℓ을 넘는 농도에서도 특별히 흡착 속도가 빨라지지 않아 비경제적이다.
또 하나의 프라이머 수지층의 형성방법은 수지 조성물을 내층 회로 기판의 표면에 도포하는 것이다. 따라서, 프라이머 수지층을 구성하는 수지 조성물을 내층 회로 기판의 내층 회로 형성면에 도포하고 건조시키는 작업이 필요하다.
프라이머 수지 도포 공정 : 프라이머 수지층을 구성하는 수지 조성물을 내층 회로 기판의 내층 회로 형성면에 도포하는 데에는 도 4의 (A)에 나타낸 바와 같이, 내층 회로 기판(IB)을 수지 조성물(R) 중에 침지하여 꺼내거나, 도 4의 (B)에 나타낸 바와 같이, 수지 조성물(R)을 내층 회로 기판(IB)의 표면에 스프레이법으로 균일하게 스프레이하여 도포하는 방법을 채용하는 것이 바람직하다. 후자는, 특히 내층회로 기판의 편면에만 프라이머 수지층을 형성하는 경우에 적합하다. 그리하여 가열건조시켜 1㎛~12㎛ 두께의 반경화 상태의 프라이머 수지층을 형성한다. 이때의 건조 조건 등에 관하여 특별한 한정은 없으며 이하의 프레스 공정 등을 고려하여 건조 레벨을 적절히 조절하면 된다.
한편, 여기에서 말하는 수지 조성물은 상술한 프라이머 수지 시트에 사용한 것과 동일한 수지 조성물을 사용하는 것이 가능하다. 그러나 도포법을 채용하고 또한 침지법 및 스프레이법을 채용하기 위해서는 수지 조성물의 용액 성상을 그 가공법에 합치시킬 필요가 있다. 즉, 수지 용액으로서 생각했을 때의 고형분 함유량이 시트상으로 가공했을 때보다 적지 않아야 한다. 따라서, 수지 고형분량은 8wt%~15wt%인 것이 바람직하다. 이 수지 고형분량이 15wt%를 넘으면 침지법에서의 액 끊어짐이 나빠지고 스프레이법에서의 분사 균일성이 나빠지기 때문이다. 한편, 수지 고형분량이 8wt% 미만인 경우에는 수지 용액으로서 점도가 지나치게 낮~아 내층 회로 기판의 표면에 대한 수지막의 형성이 곤란해진다. 또한, 공정의 안정성을 고려하면 도포법에 사용하는 경우의 수지 용액의 수지 고형분량은 10wt%~12wt%의 범위인 것이 더욱 바람직하다.
프레스 가공 공정 : 이 프레스 가공 공정은 상술한 바와 같이 내층 회로 기판의 표면에 프라이머 수지 시트를 마련한 것 또는 내층 회로 기판의 표면에 반경화 상태의 프라이머 수지층을 도포에 의해 마련한 것의 표면에 절연층과 도전층을 더 형성하여 다층 금속장적층판(金屬張積層板)을 제조하는 공정이다. 그리고 이하에 기술하는 복수의 기법을 채용하는 것이 가능하다. 이하, 도면을 참조하면서 각각에 대하여 설명한다.
(일반적인 프리프레그를 이용하는 방법)
이 경우의 순서는 상기와 같이 지지 필름(F)을 제거한 프라이머 수지 시트(3) 위에 프리프레그(5) 및 금속박(6)을 중첩하여 도 5의 (5)에 나타낸 상태로 적층한다. 그리고, 도 5의 (6)에 나타낸 상태에서 열간 프레스 가공하여 접합함으로써 도 5의 (7)에 나타낸 바와 같이, 프라이머 수지 시트(3)가 가열에 의해 내층 기판(IB)의 표면 형상을 따라 형성되어 있다. 그 상태의 내층 회로 기판(IB)의 표면에 프리프레그(5) 및 금속박(6)을 중첩하여 도 6의 (a)에 나타내는 상태로 적층한다. 그리고 열간 프레스 가공하여 접합함으로써 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이, 프리프레그(5)의 유동된 수지 성분이 프라이머 수지층(P)의 요철을 메우고 경화됨으로써 다층 동장적층판(M1)이 형성된다. 이 프레스 가공할 때의 가열 온도, 프레스압 등에 관해서도 특별히 한정은 없다.
또한, 본 명세서에서의 금속박(6)에는 캐리어박 부착 금속박도 포함하는 개념으로 기재하고 있다. 캐리어박 부착 금속박은 금속박의 기재와의 접착면의 반대 면에 캐리어박이 부착되어 있으며, 캐리어박을 부착한 채로 프레스 가공하여 적층판을 형성한 후 캐리어박을 제거하여 통상적인 동장적층판과 동일하게 사용하는 것이다. 캐리어박 부착 금속박을 사용하는 이점은 프레스 가공시에 발생할 수 있는 도체층 표면에 대한 이물질 부착 및 오염을 방지하고 에칭 가공 직전까지 금속박 표면을 긁힘 등의 손상으로부터 보호할 수 있다는 점에 있다.
(수지 부착 금속박을 이용하는 방법)
여기서 말하는 수지 부착 금속박(7)이란 도 7의 (5)로부터 알 수 있는 바와 같이, 금속박(6)의 접착면에 프린트 배선판의 절연층을 구성하기 위한 수지층(8)을 구비한 것으로, 이 수지층(8) 안에는 골격재를 포함하지 않는 것이다.
이때의 수지층(8)을 구성하는 수지로는 프린트 배선판의 절연층의 구성에 이용할 수 있는 모든 수지 조성을 채용할 수 있다. 그러나 상술한 프라이머 수지층(P)을 구성하기 위한 수지 조성을 이용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 프라이머 수지층(P)의 구성에 사용하는 수지는 레진 플로우가 작아 최종 제품에서의 절연층 두께의 제어가 용이해지기 때문이다. 단, 프라이머 수지층(P)을 구성하는 수지 조성과 완전히 동일한 조성으로 할 필요는 없다. 왜냐하면, 이 수지 부착 금속박(7)의 수지층 두께와 프라이머 수지층 두께가 다른 것이 통상적이며 금속박 표면에 목적하는 적정한 두께의 수지 두께를 형성하는 데 가장 적합한 수지 조성을 임의로 선택하는 것이 바람직하기 때문이다.
이 경우의 순서는 도 3의 (4)에 나타낸 지지 필름(F)을 제거한 프라이머 수지 시트(3) 위에 수지 부착 금속박(7)의 수지층(8)을 중첩하여 도 7의 (5)에 나타 낸 상태로 적층한다. 그리고 도 7의 (6)에 나타낸 바와 같이, 열간 프레스 가공하여 접합함으로써 도 7의 (7)에 나타낸 바와 같이, 프라이머 수지 시트(3)가 가열에 의해 내층 회로 기판(IB)의 표면 형상을 따라 변형된 프라이머 수지층(P)을 구비하는 다층 동장적층판(M2)을 형성한다. 이 프레스 가공할 때의 가열 온도, 프레스압 등에 관해서 특별한 한정은 없다.
그리고 도포법을 이용하여 내층 회로 기판의 표면에 프라이머 수지층(P)을 형성한 경우에는 이미 프라이머 수지층의 형상이 내층 회로 기판의 표면 형상을 따라 형성되어 있다. 그 상태의 내층 회로 기판(IB)의 표면에 상기 수지 부착 금속박(7)을 중첩하여 도 8의 (a)에 나타내는 상태로 적층한다. 그리고, 열간 프레스 가공하여 접합함으로써 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 수지 부착 금속박(7)의 유동된 수지층(8)의 수지 성분이 프라이머 수지층(P)의 요철을 메우고 경화됨으로써 다층 동장적층판(M2)이 형성된다. 이 프레스 가공할 때의 가열 온도, 프레스압 등에 관해서도 특별한 한정은 없다.
(골격재 함유 수지 부착 금속박을 이용하는 경우)
여기서 말하는 골격재 함유 수지 부착 금속박(9)이란 도 9의 (5)로부터 알 수 있는 바와 같이, 금속박(6)의 접착면에 프린트 배선판의 절연층을 구성하기 위한 골격재(4)를 함유한 수지층(이하, '골격재 함유 수지층'이라 한다)을 구비한 것으로 이하에 기술하는 방법으로 제조되는 것이다.
이 골격재 함유 수지 부착 금속박(9)을 이용하는 경우의 순서는, 도 3의 (4)에 나타낸 지지 필름(F)을 제거한 프라이머 수지 시트(3) 위에 골격재 함유 수지 부착 금속박(9)의 골격재(4)를 함유한 골격재 함유 수지층(10)을 중첩하여 도 9의 (5)에 나타낸 상태로 적층한다. 그리고, 도 9의 (6)에 나타내는 상태로 열간 프레스 가공하여 접합함으로써 도 9의 (7)에 나타낸 바와 같이, 프라이머 수지 시트(3)가 가열에 의해 내층 기판(IB)의 표면 형상을 따라 변형된 프라이머 수지층(P)을 구비하는 다층 동장적층판(M3)을 형성한다. 이 프레스 가공할 때의 가열 온도, 프레스압 등에 관해서도 특별한 한정은 없다.
그리고 도포법을 이용하여 내층 회로 기판의 표면에 프라이머 수지층을 형성한 경우에는, 이미 프라이머 수지층의 형상이 내층 회로 기판의 표면 형상을 따라 형성되어 있다. 그 상태의 내층 회로 기판(IB)의 표면에 상기 골격재 함유 수지 부착 금속박(9)을 중첩하여 도 10의 (a)에 나타낸 바와 같이, 골격재 함유 수지 부착 금속박(9)의 골격재 함유 수지층(10)에 포함되는 수지 성분이 유동되어 내층 회로 기판의 프라이머 수지층(P)의 요철을 메우고 경화됨으로써 다층 동장적층판(M3)이 형성된다. 이 프레스 가공할 때의 가열 온도, 프레스압 등에 관해서도 특별한 한정은 없다.
여기서 사용한 골격재 함유 수지 부착 금속박(9)의 단면을 보다 모식적으로 이해하기 쉽도록 한 것이 도 11이다. 이 도 11에는 밀착성을 향상시키기 위한 미세구리 입자를 부착시킨 금속박(6)의 조화 처리면(11) 위에 골격재 함유 수지층(10)을 구비하는 골격재 함유 수지 부착 금속박(9)을 일예로 나타내고 있다.
이 골격재 함유 수지 부착 금속박(9)은 몇 가지 방법으로 제조할 수 있으며 이하에 얇은 골격재를 이용한 경우에 적합한 제조방법에 관하여 기술한다. 제 1 제 조방법을 도 12에 나타낸 공정에 따라 설명한다. 먼저, 도 12의 (A)에 나타낸 금속박(6)의 편면에 반경화의 제 1 열경화성 수지층(12)을 마련한다. 여기서 말하는 금속박(6)에는 압연으로 얻은 압연 동박, 전해로 얻은 전해 동박 등, 특별히 제조방법에 구애되지 않으며 프린트 배선판의 전자재료 용도로 사용되는 금속박이면 된다.
도 12의 (B)에 나타내는 제 1 열경화성 수지층(12)을 구성하는 수지로는 일반적으로는 에폭시 수지를 사용하게 된다. 프린트 배선판 용도로 널리 사용되고 있기 때문이다. 따라서, 여기서 제 1 열경화성 수지층(12)을 구성하는 수지는 열경화성을 구비한 수지로서 전기, 전자재료 분야에서 프린트 배선판에 사용가능한 것이면 특별히 한정되지 않는다. 이 제 1 열경화성 수지층(12)은 용제를 이용하여 액체상으로 된 것을 금속박 표면에 도포하는 방법 또는 반경화 상태의 수지 필름을 라미네이트하도록 접합하는 방법 등에 의해 금속박 표면에 형성된다. 용제를 이용하여 액체상을로 하는 경우에는, 예를 들어 에폭시 수지, 경화제, 경화촉진제를 배합하여 메틸에틸케톤 등의 용제를 이용하여 점도 조정을 행하게 된다.
그리고, 금속박 표면에 형성된 제 1 열경화성 수지층(12)은 반경화 상태로 유지되지 않으면 안 된다. 이하에 기술하는 부직포 또는 직포인 골격재(4)의 압착을 양호하게 행하여 부직포 또는 직포 사이에 일정량의 수지 함침을 촉진시키기 위해서이다. 따라서, 금속박(6)의 표면에 액체상 수지를 도포한 후 반경화 상태로 하는 경우에는 열풍 건조기 등을 이용하여 건조 레벨, 경화도를 조정하지 않으면 안 된다.
도 12의 (B) 단계에서 금속박(6)의 표면에 형성되는 제 1 열경화성 수지층(12)의 두께는 이하에 기술하는 골격재(4)의 두께를 고려하여 결정된다. 즉, 제 1 열경화성 수지층(12)의 두께를 골격재(4)의 두께 이하로 하지 않으면 안 된다. 제 1 열경화성 수지층(12)의 두께를 골격재(4)의 두께 이상으로 하면 골격재(4)의 압착 시, 제 1 열경화성 수지층(12)을 구성하는 수지가 옆으로 흘러 설비를 오염시키게 된다. 이때 압착 롤러(13)를 오염시키면 가공되는 금속박(6)의 표면에 전사되어 결과적으로 제품 불량을 일으키게 된다.
한편, 도 12에 나타낸 바와 같이, 제 1 열경화성 수지층(12)의 최저 두께는 제 1 열경화성 수지층(12)이 금속박(6)의 요철을 가지는 조화 처리면(11) 위에 형성되는 경우도 있기 때문에, 이 조화 처리면(11)의 요철을 완전히 피복할 수 있을지 여부로 결정하는 바람직하다. 금속박(6)의 조화 처리면(11)의 요철이 골격재(4)와 직접 접촉하게 되면 접착 안정성이 손상되어 마이그레이션 성능을 열화시키게 되기 때문이다.
이상과 같이 하여 금속박(6)의 표면에 제 1 열경화성 수지층(12)이 형성되면 계속해서 도 12의 (C)에 나타낸 바와 같이, 압착 롤러(13)를 이용하여 골격재(4)가 제 1 열경화성 수지층(12)에 접합되게 한다. 이 골격재(4)로는 부직포 또는 직포를 이용하는데, 상술한 수지 부착 동박의 기계적 강도의 결여를 해결하기 위하여 이용하는 것이다. 그리고, 이 골격재(4)는 제 1 열경화성 수지층(12) 위에 압착 롤러(13)를 이용하여 일정한 부하를 가하면서 접착되게 된다. 즉, 반경화 상태의 제 1 열경화성 수지층(12)에 골격재(4)를 접합하는 경우에는 가열 수단을 구비한 압착 롤러(13)를 이용하여 롤러 자체를 가열하고 일정 수준 이상의 가압력을 부가하여 접합한다. 이는 제 1 열경화성 수지층(12)을 구성하는 반경화 상태의 수지를 재유동화시켜 이 재유동화된 수지의 일정량의 일부를 골격재(4)에 함침시키기 위해서이다.
여기서 이용하는 골격재(4)로는 부직포 또는 직포가 이용된다. 보다 구체적으로는, 유리 섬유, 아라미드 섬유를 이용한 부직포 또는 직포를 이용하는 것이 바람직하다. 모두 프린트 배선판 용도로 오랜 기간 사용 실적이 있는 것으로 신뢰성이 높은 재료이기 때문이다. 그러나 부직포 또는 직포의 재질을 특별히 한정을 요하는 것은 아니며 프린트 배선판 용도에 이용하는 것이 가능하고 충분한 기계적 특성을 구비하고 있으면 된다.
그리고, 상기 골격재(4)의 두께에도 특별한 한정은 존재하지 않으나, 상기 방법을 채용하면 종래 사용할 수 없었던 두께 50㎛ 이하의 얇은 부직포 또는 직포를 사용하는 것이 가능해진다. 종래의 부직포 또는 직포를 수지제에 침지시켜 수지제를 부직포 또는 직포에 함침시켜 꺼낸 부직포 또는 직포를 반경화 상태로 건조시켜 프리프레그로 만드는 방법에서는, 두께 50㎛ 이하의 얇은 부직포 또는 두께 20㎛ 이하의 직포는 그 기계적 강도의 약함으로 인해 바로 파단, 파손되는 불량이 발생하였다. 또한, 파단, 파손이 일어나지 않더라도 길이 방향의 텐션에 의해 인장되어 늘어나게 되고, 그 결과 제조된 프리프레그의 세로 방향과 가로 방향의 팽창, 수축률에 큰 차이가 발생하여 소위 정밀 프린트 배선판에서 중요시되는 치수 안정성에 중대한 결함을 발생시킨다.
그러나, 이 골격재 함유 수지층 부착 금속박의 제조방법을 채용하면 두께 50㎛ 이하의 얇은 부직포 또는 두께 20㎛ 이하의 직포를 사용하더라도 파단, 파손되지 않는다. 현재의 부직포 또는 직포의 제조기술 수준을 고려하면 충분한 품질 보증을 하여 공급가능한 부직포의 두께는 45㎛, 직포의 두께는 20㎛가 한계로 알려져 있다. 장래에는 더욱 얇은 부직포 또는 직포 제조가 가능해질 것으로 생각된다.
이상과 같이 하여 부직포 또는 직포의 접합이 완료되면 그 부직포 또는 직포 위에 도 12의 (D)에 나타낸 바와 같이, 제 2 열경화성 수지층(14)을 구성하는 반경화 상태의 수지층을 형성한다. 제 1 열경화성 수지층(12)과 마찬가지로 일반적으로는 에폭시 수지를 이용하게 된다. 그러나, 여기서 제 2 열경화성 수지층(14)을 구성하는 수지로서는 열경화성을 구비한 수지로서 전기, 전자재료 분야에서 프린트 배선판에 사용되는 것이면 제 1 열경화성 수지층(12)과 마찬가지로 한정을 요하지는 않는다. 이 제 2 열경화성 수지층(14)을 형성하는 방법에는 제 1 열경화성 수지층(12)을 형성하는 방법을 동일하게 적용할 수 있다.
그리고, 동박 표면에 형성한 제 2 열경화성 수지층(14)은 반경화 상태로 유지되지 않으면 안 된다. 다른 프린트 배선판 재료와 조합하여 적층하고 프레스 성형함으로써 프린트 배선판의 구성 재료로서 사용하기 위해서이다.
제 2 열경화성 수지층(14)의 두께는 이하에 기술하는 바와 같이, 골격재(4)의 두께를 고려하여 결정된다. 즉, 상술한 바와 같이, 제 1 열경화성 수지층(12)의 두께가 골격재(4) 두께 이하이기 때문에 제 1 열경화성 수지층(12)에 골격재(4)를 압착하여 제 1 열경화성 수지층(12)을 구성하는 수지를 유동시키더라도 제 1 열경 화성 수지층(12)을 구성하는 수지만으로는 골격재(4)를 완전히 피복하는 상태가 되지 않을 가능성이 크다. 따라서, 제 2 열경화성 수지층(14)은 적어도 골격재(4)의 표면을 완전히 피복할 수 있는 두께로 형성하지 않으면 안 된다. 제 2 열경화성 수지층(14)에 내층 기판(IB)을 프레스 성형으로 접합할 때 내층 회로(Ci)의 표면에 존재하는 프라이머 수지층(P)과의 밀착성을 안정화시키기 위해서이다.
이상에 기술한 제조방법으로 얻을 수 있는 골격재 함유 수지 부착 금속박(9)과 마찬가지의 제품을 얻을 수 있는 또 하나의 방법으로서, 금속박의 편면에 액체상의 열경화성 수지층을 마련하여 이 열경화성 수지층에 골격재가 되는 부직포 또는 직포를 탑재하고, 이 열경화성 수지층의 구성 수지를 상기 부직포 또는 직포에 함침시켜 반대쪽으로 스며나오게 하여 상기 부직포 또는 직포를 열경화성 수지의 구성 수지로 피복하고 반경화 상태로 만듦으로써, 동박의 편면에 부직포 또는 직포를 함유한 반경화의 졀연층을 형성하는 방법이 있다.
이 제조방법은 도 13에 개념적으로 나타낸 플로우에 따라 제조된다. 도 13의 (A)에 나타낸 금속박(6)의 편면에 도 13의 (B)에 나타낸 바와 같이, 열경화성 수지층(15)을 마련하고, 도 13의 (C)에 나타낸 바와 같이, 상기 열경화성 수지층(15)의 표면에 골격재(4)를 탑재하고, 도 13의 (D)에 나타낸 바와 같이, 열경화성 수지층(15)의 구성 수지 성분을 상기 골격재(4)를 구성하는 유리 섬유 또는 아라미드 섬유의 모세관 현상을 이용하여 함침시키고, 또한 상기 골격재(4)의 열경화성 수지층(15)과의 접촉면의 반대쪽으로 스며나오게 하여 골격재(4)의 표면을 완전히 피복함 으로써, 도 13의 (E)에 나타내는 수지 부착 동박(9)을 얻는다. 따라서, 이 열경화성 수지층(15)에 관해서는 반경화 상태 및 액체 상태의 2 종류를 채용할 수 있다.
이때, 도 13의 (C) 및 (D)에 나타내는 공정에서는 다음과 같은 점을 고려하여 골격재(4)에 수지 함침을 시켜 골격재(4)의 수지 피복을 행하는 것이 바람직하다. 즉, 완전히 액체 상태인 열경화성 수지층(15)은 금속박의 표면에 도포함으로써 제조되는 것으로 용제를 다량 함유하고 있는 것이 일반적이다. 이 경우, 그 용제를 전혀 제거하지 않고 그 표면에 골격재(4)를 탑재하여 이하의 공정을 수행하면, 최종적으로 반경화 상태를 형성할 때, 금속박(6)과 골격재(4) 사이의 열경화성 수지층(15)에 버블이 발생하기 쉬워진다. 따라서, 용제를 다량으로 포함하는 경우에는 골격재(4)를 열경화성 수지층(15) 표면에 탑재하기 전에 버블 발생을 방지할 수 있도록 일정량의 용제 제거를 행하는 것이 바람직하다. 용제의 제거는 단순히 풍건시켜도 되고 경화 온도 이하의 온도 영역으로 가열하여 행하여도 된다. 용제의 제거 수준은 열경화성 수지층(15)의 두께, 골격재(4)의 두께를 고려하여 버블 발생이 없도록 임의로 조절할 수 있다.
또한, 골격재(4)를 탑재하기 전의 열경화성 수지층(15)의 수지 성분이 반경화 상태 또는 점도가 매우 높은 경우를 생각할 수 있다. 이와 같은 경우에는 도 13의 (C)에 나타낸 바와 같이, 열경화성 수지층(15)에 골격재(4)를 접합할 때에 상술한 바와 같이 가열 수단을 구비한 압착 롤러(13)를 이용하여 롤러 자체를 가열하여 일정 수준 이상의 가압력을 부가하여 접착한다. 그리고, 상기 수지 성분의 경화 온도 이하의 가열을 행하여 열경화성 수지층(15)을 유동화시켜 열경화성 수지층(15) 의 수지를 상기 골격재(4)를 구성하는 유리 섬유 또는 아라미드 섬유의 모세관 현상을 이용하여 함침시키고, 도 13의 (D)에 나타낸 바와 같이 상기 골격재(4)의 열경화성 수지층(15)과의 접촉면의 반대쪽으로 스며나오게 하고, 실온으로 강온하여 도 13의 (E)에 나타내는 골격재 함유 수지 부착 금속박(9)을 형성한다.
그리고, 이 방법에서 말하는 열경화성 수지층(15)은 형성되는 절연층 두께 X(㎛)에 대하여 X-30(㎛)~X-3(㎛)의 두께로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 절연층 두께를 100㎛로 하기 위해서는 100-30 = 70㎛에서 100-3 = 97㎛ 두께의 열경화성 수지층(15)을 동박 표면에 형성해 두는 것이다. 이와 같이 함으로써, 동박(2)의 표면에 원하는 두께의 절연층 형성이 가능해진다. 열경화성 수지층(15)의 두께를X-30(㎛) 미만으로 하면 최종적으로 얻어지는 절연층과 동박층 간의 충분한 밀착성이 얻어지지 않으면, 열경화성 수지층(15)을 X-3(㎛)를 넘는 두께로 하더라도 절연층과 동박층의 밀착성을 향상시키는 효과가 증대되지 않는다. 한편, 여기에서의 두께란 완전 평면으로 가정했을 때의 평면 두께를 말한다.
그 밖에, 동박, 부직포 또는 직포, 열경화성 수지 등에 관해서는 앞서 설명한 제조방법과 전혀 다른 점이 없으며 마찬가지의 제품 및 조건을 채용할 수 있으므로 여기에서 중복된 설명은 생략한다.
외층 회로 에칭 공정 : 상술한 다층 동장적층판(M1, M2, M3)의 외층에 ㅟ치하는 금속박(6)의 표면에 에칭 레지스트층을 마련하고, 외층 회로의 에칭 패턴을 노광, 현상, 회로 에칭, 에칭 레지스트의 박리, 세정, 건조를 행함으로써 도 1에 나타내는 본 발명에 따른 다층 프린트 배선판(1)을 얻는다. 이 경우의 에칭 레지스 트의 종류 및 에칭 조건 등에 특별한 제한은 없으며 통상적인 방법을 사용할 수 있다.
실시예 1
(지지 필름 부착 프라이머 수지 시트의 제조)
여기에서는 지지 필름으로서 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름을 이용하여 그 편면에 프라이머 수지층을 형성하여 지지 필름 부착 프라이머 수지 시트(2)를 형성한다.
먼저, 프라이머 수지 시트를 구성하는 수지 용액을 제조하였다. 이 수지 용액을 제조함에 있어서, o-크레졸 노보랙형 에폭시 수지(토토화성 주식회사 제품 YDCN-704), 용제에 가용인 방향족 폴리아미드 수지 폴리머, 용제로서의 시클로펜타논과의 혼합 바니시로서 시판되고 있는 일본화약 주식회사 제품인 BP3225-50P를 원료로 사용하였다. 그리고, 이 혼합 바니시에 경화제로서 페놀 수지인 대일본 잉크 주식회사 제품인 VH-4170 및 경화촉진제로서 시코쿠 화성 주식회사 제품인 2E4MZ를 첨가하여 이하에 나타내는 배합 비율을 가지는 수지 혼합물을 제조하였다.
수지 혼합물
o-크레졸 노보랙형 에폭시 수지 38 중량부
방향족 폴리아미드 수지 폴리머 50 중량부
페놀 수지 18 중량부
경화촉진제 0.1 중량부
이 수지 혼합물을 다시 메틸에틸케톤을 이용하여 수지 고형분을 30중량%로 조정함으로써 수지 용액을 제조하였다.
이상과 같이 하여 제조한 수지 용액을 그라비어 코터를 이용하여 상기 PET 필름의 편면에 도포하였다. 그리고 5분간 풍건을 행한 후 140℃의 가열 분위기 중에서 3분간의 건조 처리를 행하여 반경화 상태인 1.5㎛ 두께의 프라이머 수지 필름을 형성하고 지지 필름 부착 프라이머 수지 시트(2)를 얻었다.
이때 얻어진 수지의 레진 플로우의 측정은, 상기 프라이머 수지 시트의 형성에 이용한 수지를 40㎛ 두께로 동박의 편면에 마련한 수지 부착 동박을 제조하고 이를 레진 플로우 측정용 시료로 하였다. 그리고 이 레진 플로우 측정용 시료로부터 10cm 크기의 시료를 4장 채취하여 상술한 MIL-P-13949G에 준거하여 레진 플로우를 측정하였다. 그 결과 레진 플로우는 1.5%였다.
(내층 회로 기판의 제조)
100㎛ 두께의 FR-4 프리프레그의 양면에 18㎛ 두께의 전해 동박을 접합한 양면 동장적층판을 제조하였다. 그리고, 이 양면 동장적층판의 양면의 동박층에 에칭 레지스트층(드라이 필름 사용)을 마련하고 내층 회로의 에칭 패턴을 노광, 현상, 회로 에칭, 에칭 레지스트의 박리, 세정, 건조함으로써 도 3의 (2)에 나타낸 바와 같은 내층 회로 기판(IB)을 얻었다. 이 단계의 내층 회로 기판(IB)에는 실란 커플링제 처리도 표면 처리층도 형성하지 않았다. 이 내층 회로 기판(IB)을 '제 1 내층 회로 기판'이라 한다.
그리고, 제 1 내층 회로 기판(IB)을 농도 150g/ℓ, 액온 30℃의 묽은 황산 용액에 30초간 침지하여 유지 성분을 제거함과 함께 여분의 표면 산화 피막의 제거를 행하고 청정화하여 수세하였다. 그리고, 내층 회로 기판(IB)의 표면을 건조시키지 않고 이온 교환수에 5g/ℓ의 농도가 되도록 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란을 가한 용액 안에 침지하여 흡착처리했다. 그리고 전열기로 180℃ 분위기로 조정한 퍼니스 내에 4초간 넣어 수분을 증발시키고 실란 커플링제의 축합반응을 행하여 실란 커플링제층을 형성하였다. 이 내층 회로 기판(IB)을 '제 2 내층 회로 기판'이라 한다.
또한, 제 1 내층 회로 기판(IB)의 내층 회로 표면에 주석의 표면 처리층을 전해법으로 형성한 것을 '제 3 내층 회로 기판', 니켈의 표면 처리층을 전해법으로 형성한 것을 '제 4 내층 회로 기판', 주석-납 합금의 표면 처리층을 전해법으로 형성한 것을 '제 5 내층 회로 기판', 니켈-아연 합금의 표면 처리층을 전해법으로 형성한 것을 '제 6 내층 회로 기판'이라 한다.
이때의 주석 표면 처리층은 황산 제 1 주석을 이용하여 주석 농도가 20g/ℓ, 액온 30℃, pH 3, 전류 밀도 5A/dm2의 조건에서 전해하여 내층 회로의 표면에 1㎛ 두께의 주석층을 균일하고 평활하게 전석시킨 것이다.
이때의 니켈의 표면 처리층은 황산니켈을 이용하여 니켈 농도 20g/ℓ, 액온 40℃, pH 3, 전류 밀도 10A/dm2의 조건에서 전해하여 내층 회로의 표면에 1㎛ 두께의 니켈층을 균일하고 평활하게 전석시킨 것이다.
이때의 주석-납 합금의 표면 처리층은 황산 제 1 주석 30g/ℓ, 초산 납 20g/ ℓ, 피롤린산 나트륨 150g/ℓ, EDTA·2 나트륨 20g/ℓ, PEG-3000 1.2g/ℓ, 포르말린 37% 수용액 0.7㎖/l, 액온 50℃, pH 9, 전류 밀도 12A/dm2의 조건에서 전해하여 내층 회로의 표면에 1㎛ 두께의 주석-납 합금층을 균일하고 평활하게 전석시킨 것이다.
이때의 니켈-아연 합금의 표면 처리층은 황산 니켈을 이용하여 니켈 농도가2.0g/ℓ, 피롤린산 아연을 이용하여 아연 농도가 0.5g/ℓ, 피롤린산 칼륨 250g/ℓ, 액온 35℃, pH 10, 전류 밀도 5A/dm2의 조건에서 전해하여 내층 회로의 표면에 1㎛ 두께의 니켈-아연 합금층을 균일하고 평활하게 전석시킨 것이다.
또한, 상기 실란 커플링제층의 형성 조건을 이용하여 제 3 내층 회로 기판 ~ 제 6 내층 회로 기판의 각각의 표면 처리층 위에 실란 커플링제층을 형성한 것이 제 73 내층 회로 기판 ~ 제 10 내층 회로 기판이다.
(프라이머 수지 시트의 적층)
이 공정에서는 도 3의 (2) 내지 (4)에 나타낸 바와 같이, 상기 각 내층 회로 기판(IB)의 내층 회로 형성면에 대하여 상기 지지 필름 부착 프라이머 수지 시트(2)의 프라이머 수지면을 중첩하여 적층하고 지지 필름(F)을 제거했다. 이와 같이 하여, 도 3의 (4)에 나타내는 내층 회로 기판(IB)의 양면에 프라이머 수지 시트(3)가 탑재된 상태로 제조하였다.
(다층 동장적층판의 제조)
이 실시예에서는 도 5의 (5) 내지 (7)에 나타낸 순서에 따라 다층 동장적층 판(M1)을 제조하였다. 그리고, 도 5의 (5)에 나타낸 바와 같이, 금속박(6)으로서 18㎛의 전해 동박, 골격재(4)로서 유리 천에 에폭시 수지를 함침시킨 50㎛ 두께의 FR-4 그레이드의 프리프레그(5)를 이용하여 도 5의 (6)에 나타낸 바와 같이, 내층 회로 기판(IB)의 양면에 위치한 각각의 프라이머 수지(3) 위에 중첩시켰다. 그리고, 열간 프레스 가공함으로써 도 5의 (7)에 나타내는 모식 단면을 가지는 다층 동장적층판(M1)을 얻었다. 이때의 프레스 가공 조건은 프레스 온도 180℃, 프레스 압력 20kgf/㎠, 경화 시간 90분으로 하였다.
(다층 프린트 배선판의 제조)
이어서, 다층 동장적층판(M1)의 양면에 있는 금속박(6)(외층 동박)의 표면에 에칭 레지스트층(드라이 필름 사용)을 마련하여 외층 회로의 에칭 패턴을 노광, 현상, 회로 에칭, 에칭 레지스트의 박리, 세정, 건조를 행함으로써 도 1에 나타낸 것과 같은 다층 프린트 배선판(1)을 얻었다. 이때의 내층 회로의 모습을 나타낸 것이 도 2에 나타낸 광학 현미경 사진이며 내층 회로(Ci)의 주위를 얇은 프라이머 수지층(P)이 피복하고 있는 것이 명확하게 관찰된다.
(다층 프린트 배선판의 성능 평가)
이상과 같이 하여 얻어진 다층 프린트 배선판(1)에 260℃의 땜납조에 3초간 침지하고 이송 시간을 10초로 하여 상온의 실리콘 오일에 20초간 침지하는 내열 충격 시험을 행하여 육안 검사를 하였다.
또한, 내층 회로(Ci)의 박리 강도를 직접 측정하는 것은 곤란하기 때문에 다 음의 대체 방법을 사용하여 내층 회로(Ci)의 박리 강도를 모니터링하였다. 즉, 도 14의 (1)에 나타낸 바와 같이, 동박(6') 위에 50㎛ 두께의 프리프레그(5)를 중첩하고 이 프리프레그(5) 위에 상기 지지 필름 부착 프라이머 수지 시트(2)를 중첩하고 지지 필름(F)을 제거함으로써 프라이머 수지 시트(3)를 중첩하고, 또한 내층 회로의 형성에 사용한 것과 동일한 로트의 전해 동박(6)을 사용해 그 광택면과 상기 프라이머 수지 시트(3)가 접촉하도록 중첩한 후, 열간 프레스 성형하여 도 14의 (2)에 나타낸 동장적층판(T0)을 제조하였다. 그리고, 전해 동박(6)의 조화면(11)에 에칭 레지스트층(드라이 필름 사용)을 마련하고 박리 강도 측정용 0.2mm 폭의 직선 회로(16)의 에칭 패턴을 노광, 현상, 회로 에칭, 에칭 레지스트의 박리, 세정, 건조함으로써 도 14의 (3)에 나타낸 박리 강도의 측정 시료(T1)를 제조하였다.
상기 내열 충격 시험과 박리 강도 측정 결과를 표 1에 비교예와 비교가능하도록 게재하였다. 이 표 1에서 시료 1-1~시료 1-10으로 나타낸 것이 제 1 내층 회로 기판 ~ 제 10 내층 회로 기판을 이용하여 제조한 다층 프린트 배선판이다. 한편, 내열 충격 시험에서 내층 회로(Ci)에 들뜸 현상이 확인되었던 경우는 ×, 내층 회로(Ci)에 들뜸 현상이 확인되지 않았던 경우는 ○로 나타내고 있다. 그리고 이때의 박리 강도의 단위는 kgf/cm이다.
시료 내층회로기판 내열충격시험평가결과 박리강도
종별 Si 처리 표면처리층 kgf/cm
1-1 제1내층회로기판 - - ○ 0.86
1-2 제2내층회로기판 ○ - 1.10
1-3 제3내층회로기판 - Sn 1.35
1-4 제4내층회로기판 - Ni 1.26
1-5 제5내층회로기판 - Sn-Pb 1.37
1-6 제6내층회로기판 - Ni-Zn 1.28
1-7 제7내층회로기판 ○ Sn 1.48
1-8 제8내층회로기판 ○ Ni 1.32
1-9 제9내층회로기판 ○ Sn-Pb 1.49
1-10 제10내층회로기판 ○ Ni-Zn 1.40
비교예 1 제1내층회로기판 - - × 0.21
비교예 2 0.10
비교예 3 0.14
비교예 4 ○ 0.32
실시예 2
(지지 필름 부착 프라이머 수지 시트의 제조)
지지 필름 부착 프라이머 수지 시트(2)는 실시예 1과 마찬가지의 것을 사용하였다. 따라서, 중복된 기재를 피하기 위하여 여기서의 설명은 생략한다.
(수지 부착 동박의 제조)
여기에서는, 이하에 나타내는 a~c의 각 성분을 이용하여 수지 조성물을 조제하고 이 수지 조성물을 18㎛ 두께의 전해 동박의 조화면에 도포하여 수지 부착 동박(7)을 얻었다. 먼저 a 성분은 에폭시 수지로서 비스페놀 A형 에폭시 수지인 상품명 에포믹 R-140(미쓰이화학사 제품)을 이용하였다. 그리고, b 성분으로서 R이 글리시딜기인 에폭시 수지인 상품명 NC-3000P(일본화약사 제품)을 이용하여 이것들을 중량비 40:60으로 혼합하여 제조하였다.
그리고 에폭시 수지 경화제로서 25% 디시안디아미드의 디메틸포름아미드 용액을 상기 에폭시 수지에 대하여 디시안디아미드로서 6 중량부, 에폭시 수지 경화촉진제로서 큐아졸 2P4MZ(시코쿠 화성사 제품)를 1 중량부가 되도록 첨가하고 이것을 디메틸포름아미드로 용해하여 고형분 50wt% 용액을 제조하였다(이 단계에서 얻어진 것을 '에폭시 수지 배합물'이라 한다).
여기에 c 성분으로서 분자 중에 가교가능한 관능기를 가지는 고분자 폴리머 및 그 가교제로서, 폴리비닐아세탈 수지인 상품명 덴카 부티랄 5000A(전기화학공업사 제품), 우레탄 수지인 상품명 콜로네이트 AP 스테이블(일본 폴리우레탄 공업사 제품)을 첨가하였다.
이 단계에서의 수지 조성은 에폭시 수지 배합물이 80 중량부(고형분 환산), 폴리비닐아세탈 수지가 17 중량부, 우레탄 수지가 3 중량부, 그리고 톨루엔:메탄올 = 1:1의 혼합 용매를 이용하여 전체의 고형분이 30중량%가 되도록 조정하였다.
이 수지 조성물을 공칭 두께 18㎛ 전해 동박의 조화면에 도포하여 풍건 후 130℃에서 5분간 가열하여 반경화 상태의 수지층을 구비한 수지 부착 동박(7)을 얻었다.
(내층 회로 기판의 제조)
내층 회로 기판(IB)은 실시예 1과 마찬가지의 제 1 내층 회로 기판 ~ 제 10 내층 회로 기판을 사용하였다. 따라서, 중복된 기재를 피하기 위하여 여기서의 설명은 생략한다.
(프라이머 수지 시트의 적층)
이 공정에서는 실시예 1과 마찬가지로 도 3의 (4)에 나타내는 바와 같이 내층 회로 기판(IB)의 양면에 프라이머 수지 시트(3)가 탑재된 상태로 제조하였다.
(다층 동장적층판의 제조)
이 실시예에서는 도 7의 (5) 내지 (7)에 나타낸 순서에 따라 다층 동장적층판(M2)을 제조하였다. 따라서, 도 7의 (5)에 나타낸 바와 같이, 상술한 수지 부착 동박(7)을 이용하여 이 수지 부착 동박(7)의 수지면 측을 내층 회로 기판(IB)의 양면에 위치한 각각의 프라이머 수지(3) 위에 중첩시켜 도 7의 (7)에 나타내는 모식 단면을 가지는 다층 동장적층판(M2)을 얻었다.
(다층 프린트 배선판의 제조)
이어서, 다층 동장적층판(M2)의 양면에 있는 금속박(6)(외층 동박)의 표면에 에칭 레지스트층(드라이 필름 사용)을 마련하여 외층 회로의 에칭 패턴을 노광, 현상, 회로 에칭, 에칭 레지스트의 박리, 세정, 건조를 행함으로써 도 1에 나타낸 것과 같은 다층 프린트 배선판(1)을 얻었다. 이때의 내층 회로의 모습을 나타낸 것이 도 18에 나타낸 광학 현미경 사진이며, 내층 회로(Ci)의 주위를 얇은 프라이머 수지층(P)이 피복하고 있는 것이 명확하게 관찰된다.
(다층 프린트 배선판의 성능 평가)
이상과 같이 하여 얻어진 다층 프린트 배선판(1)에 실시예 1과 마찬가지의 내열 충격 시험 및 박리 강도 측정을 행하고, 그 결과를 표 2에 비교예와 대비가능하도록 게재하였다. 이 표 2에서 시료 2-1~시료 2-10으로 나타낸 것이 제 1 내층 회로 기판 ~ 제 10 내층 회로 기판을 이용하여 제조한 다층 프린트 배선판이다. 또한, 내층 회로(Ci)의 박리 강도를 직접 측정하는 것은 곤란하므로, 도 15에 나타낸 바와 같이, 수지 부착 동박(7)의 수지면(8) 위에 상기 프라이머 수지 시트(3)를 중첩하고 지지 필름(F)을 제거함으로써 프라이머 수지를 중첩시키고, 또한, 내층 회로의 형성에 사용한 것과 동일한 로트의 전해 동박(6)을 사용해 그 광택면과 상기 프라이머 수지 시트(3)가 접촉하도록 중첩한 후 열간 프레스 성형함으로써 도 15의 (2)에 나타낸 동장적층판(T0)을 제조하였다. 그리고, 이하 실시예 1과 마찬가지로 하여 도 15의 (3)에 나타낸 박리 강도 측정용 시료(T1)를 제조하였다.
시료 내층회로기판 내열충격시험평가결과 박리강도
종별 Si 처리 표면처리층 kgf/cm
2-1 제1내층회로기판 - - ○ 0.82
2-2 제2내층회로기판 ○ - 1.13
2-3 제3내층회로기판 - Sn 1.22
2-4 제4내층회로기판 - Ni 1.26
2-5 제5내층회로기판 - Sn-Pb 1.30
2-6 제6내층회로기판 - Ni-Zn 1.29
2-7 제7내층회로기판 ○ Sn 1.39
2-8 제8내층회로기판 ○ Ni 1.35
2-9 제9내층회로기판 ○ Sn-Pb 1.43
2-10 제10내층회로기판 ○ Ni-Zn 1.41
비교예 1 제1내층회로기판 - - × 0.21
비교예 2 0.10
비교예 3 0.14
비교예 4 ○ 0.32
실시예 3
(지지 필름 부착 프라이머 수지 시트의 제조)
지지 필름 부착 프라이머 수지 시트(2)는 실시예 1과 마찬가지의 것을 사용하였다. 따라서, 중복된 기재를 피하기 위하여 여기서의 설명은 생략한다.
(골격재 함유 수지 부착 동박의 제조)
먼저, 제 1 열경화성 수지층(12) 및 제 2 열경화성 수지층(14)의 형성에 사용하는 에폭시 수지 조성물을 조제하였다. 여기에서는 수지로서 비스페놀 A형 에폭시 수지(상품명: YD-128, 토토화성사 제품) 30 중량부, o-크레졸형 에폭시 수지(상품명: ESCN-195XL80, 스미토모화학사 제품) 50 중량부, 에폭시 수지 경화제로서 고형분 25%의 디메틸포름알데히드 용액의 형태로 디시안디아미드(디시안디아미드로서 4 중량부)를 16 중량부, 경화촉진제로서 2-에틸4-메틸이미다졸(상품명: 캐졸 2E4MZ, 시코쿠 화성사 제품) 0.1 중량부를 메틸에틸케톤과 디메틸포름알데히드의 혼합 용제(혼합비: 메틸에틸케톤/디메틸포름알데히드 = 4/6)에 용해시켜 고형분 60%의 에폭시 수지 조성물을 얻었다.
도 12의 (B)에 나타낸 바와 같이, 이 에폭시 수지 조성물을 상기 공칭 두께 18㎛ 두께의 전해 동박(6)의 조화면(11)에 균일하게 도포하여 실온에서 30분간 방치하고, 열풍 건조기를 이용하여 150℃의 온풍을 2분간 충풍(衝風)함으로써 일정량의 용제를 제거하여 제 1 열경화성 수지층(12)을 반경화 상태로 건조시켰다. 이때의 에폭시 수지 조성물의 도포량은 건조 후의 수지 두께로서 40㎛가 되도록 하였다.
이어서, 도 12의 (C)에 나타낸 바와 같이, 제 1 열경화성 수지층(12) 위에 골격재(4)로서 공칭 두께 50㎛의 아라미드 섬유의 부직포를 접합하였다. 이 접합은, 형성된 제 1 열경화성 수지층(12)의 표면에 상기 부직포를 중첩하고, 150℃로 가열한 후 9kg/㎠의 라미네이트 압력을 가할 수 있도록 가열 롤러(13) 사이를 20cm/분의 속도로 통과시킴으로써 행하였다. 그 결과 접합 상태에서의 제 1 열경화성 수지층(12)과 골격재(4)의 합계 두께가 평균 55㎛였다.
이상과 같이 하여 골격재(4)의 접합이 종료되면 이어서 도 12의 (D)에 나타낸 바와 같이, 제 2 열경화성 수지층(14)을 형성하였다. 여기서 제 2 열경화성 수지층(14)을 구성하기 위해 사용한 에폭시 수지 조성물은 제 1 열경화성 수지층(12)의 형성에 사용한 것과 마찬가지의 것을 사용하였다. 따라서, 여기서의 에폭시 수지 조성물의 설명은 중복되므로 생략한다.
즉, 접합시킨 골격재(4) 위에 이 에폭시 수지 조성물을 균일하게 도포하여 실온에서 30분간 방치하고, 열풍 건조기를 이용하여 150℃의 온풍을 3분간 충풍함으로써 일정량의 용제를 제거하여 제 2 열경화성 수지층(14)을 반경화 상태로 건조시켰다. 이때의 에폭시 수지 조성물의 도포량은 제 1 열경화성 수지층(12)과 골격재(4)와 건조 후의 제 2 열경화성 수지층(14)의 합계 두께가 75㎛가 되도록 하였다. 이상과 같이 하여 본 발명에 따른 제조방법을 이용하여 절연층 부착 동박(9)을 제조하였다.
(내층 회로 기판의 제조)
내층 회로 기판(IB)은 실시예 1과 마찬가지의 제 1 내층 회로 기판 ~ 제 10 내층 회로 기판을 사용하였다. 따라서, 중복된 기재를 피하기 위하여 여기서의 설명은 생략한다.
(프라이머 수지 시트의 적층)
이 공정에서는 실시예 1과 마찬가지로 도 3의 (4)에 나타내는 바와 같이 내층 회로 기판(IB)의 양면에 프라이머 수지 시트(3)가 탑재된 상태로 제조하였다.
(다층 동장적층판의 제조)
이 실시예에서는 도 9에 나타낸 순서에 따라 다층 동장적층판(M3)을 제조하였다. 따라서, 도 9의 (5)에 나타낸 바와 같이, 상술한 골격재 함유 수지 부착 동박(9)을 이용하여 이 골격재 함유 수지 부착 동박(9)의 골격재 함유 수지면 측을 내층 회로 기판(IB)의 양면에 위치한 각각의 프라이머 수지(3) 위에 중첩시켰다. 그리고, 도 9의 (6)에 나타낸 상태에서 열간 프레스 가공함으로써 도 9의 (7)에 나타내는 모식 단면을 가지는 다층 동장적층판(M3)을 얻었다.
(다층 프린트 배선판의 제조)
이어서, 다층 동장적층판(M3)의 양면에 있는 금속박(6)(외층 동박)의 표면에 에칭 레지스트층(드라이 필름 사용)을 마련하여 외층 회로의 에칭 패턴을 노광, 현상, 회로 에칭, 에칭 레지스트의 박리, 세정, 건조를 행함으로써 도 1에 나타낸 것과 같은 다층 프린트 배선판(1)을 얻었다. 이때의 내층 회로의 모습을 나타낸 것이 도 22에 나타낸 광학 현미경 사진이며, 내층 회로(Ci)의 주위를 얇은 프라이머 수지층(P)이 피복하고 있는 것이 명확하게 관찰된다.
(다층 프린트 배선판의 성능 평가)
이상과 같이 하여 얻어진 다층 프린트 배선판(1)에 실시예 1과 마찬가지의 내열 충격 시험 및 박리 강도 측정을 행하고, 그 결과를 표 3에 비교예와 대비가능하도록 게재하였다. 이 표 3에서 시료 3-1~시료 3-10으로 나타낸 것이 제 1 내층 회로 기판 ~ 제 10 내층 회로 기판을 이용하여 제조한 다층 프린트 배선판이다. 또한, 내층 회로(Ci)의 박리 강도를 직접 측정하는 것은 곤란하므로, 도 15에 나타낸 것과 마찬가지의 방법에 의해 도 15의 (2)에 나타낸 것과 마찬가지의 동장적층판(T0)을 제조하였다. 그리고, 이하 실시예 1과 마찬가지로 하여 도 15의 (3)에 나타낸 박리 강도 측정용 시료(T1)를 제조하였다.
시료 내층회로기판 내열충격시험평가결과 박리강도
종별 Si 처리 표면처리층 kgf/cm
3-1 제1내층회로기판 - - ○ 0.83
3-2 제2내층회로기판 ○ - 1.05
3-3 제3내층회로기판 - Sn 1.18
3-4 제4내층회로기판 - Ni 1.20
3-5 제5내층회로기판 - Sn-Pb 1.33
3-6 제6내층회로기판 - Ni-Zn 1.30
3-7 제7내층회로기판 ○ Sn 1.37
3-8 제8내층회로기판 ○ Ni 1.40
3-9 제9내층회로기판 ○ Sn-Pb 1.43
3-10 제10내층회로기판 ○ Ni-Zn 1.40
비교예 1 제1내층회로기판 - - × 0.21
비교예 2 0.10
비교예 3 0.14
비교예 4 ○ 0.32
실시예 4
이 실시예에서는 내층 회로 기판의 표면에 도포법으로 프라이머 수지층을 형성하여 다층 동장적층판을 제조하고, 이 다층 동장적층판을 이용하여 다층 프린트 배선판을 제조하였다.
(내층 회로 기판의 제조)
실시예 1과 마찬가지로 100㎛ 두께의 FR-4 프리프레그의 양면에 18㎛ 두께의 전해 동박을 접합한 양면 동장적층판을 제조하였다. 그리고, 이 양면 동장적층판의 양면의 동박층에 에칭 레지스트층(드라이 필름 사용)을 마련하고 내층 회로의 에칭 패턴을 노광, 현상, 회로 에칭, 에칭 레지스트의 박리, 세정, 건조를 행함으로써 도 3의 (2)에 나타낸 것과 같은 내층 회로 기판(IB)을 얻었다.
그리고, 내층 회로 기판으로서 실시예 1과 마찬가지의 '제 1 내층 회로 기판' ~ '제 10 내층 회로 기판'을 제조하였다. 제조 조건 등에 관해서는 실시예 1과 마찬가지이므로, 중복된 기재를 피하기 위하여 여기서의 설명은 생략한다.
(내층 회로 기판에 대한 수지 용액의 도포)
도포에 사용하는 수지 용액의 조성은 o-크레졸 노보랙형 에폭시 수지(토토화성 주식회사 제품 YDCN-704), 용제에 가용인 방향족 폴리아미드 수지 폴리머, 용제로서 시클로펜타논과의 혼합 바니시로서 시판되고 있는 일본화약 주식회사 제품인 BP3225-50P를 원료로 하였다. 그리고, 이 혼합 바니시에 경화제로서의 페놀 수지로 대일본 잉크 주식회사 제품인 VH-4170 및 경화촉진제로서 시코쿠 화성 제품인 2E4MZ를 첨가하여 이하에 나타내는 배합 비율을 가지는 수지 혼합물을 제조하였다. 이때의 조성은 실시예 1과 마찬가지이므로 여기서의 설명은 생략한다. 그리고, 이 도포용 수지 용액을 제조하기 위해 이 수지 혼합물에 메틸에틸케톤을 첨가하여 수지 고형분을 12중량%로 조정한 수지 용액을 제조하였다.
이상과 같이 하여 제조한 수지 용액 안에 도 4의 (A)에 나타낸 이미지와 같이, 상기 내층 회로 기판을 침지시킨 후 꺼냄으로써 내층 회로 기판의 양면에 수지 용액 피막을 형성하였다. 그리고, 5분간의 풍건을 행한 후 140℃의 가열 분위기 중에서 5분간 건조 처리하여 내층 회로 기판의 표면에 반경화 상태인 1.3㎛ 두께의 프라이머 수지 필름을 형성하였다.
이때 얻어진 수지 용액은 도포용으로 유동성이 매우 높기 때문에 레진 플로우의 측정에는 특수한 방법을 사용하였다. 레진 플로우의 측정은 도포용 수지 용액을 동박의 편면에 도포하고 상기 건조 처리를 행한 후 재도포하여 건조 처리를 행하는 조작을 40㎛ 두께의 수지막이 형성될 때까지 반복하여 수지 부착 동박을 제조해 이것을 레진 플로우 측정용 시료로 하였다. 그리고, 이 레진 플로우 측정용 시료로부터 10cm 크기의 시료를 4장 채취하여 상술한 MIL-P-13949G에 준거하여 레진 플로우를 측정하였다. 그 결과 레진 플로우는 1.2%였다.
(다층 동장적층판의 제조)
이 실시예에서는 도 6에 나타낸 순서대로 다층 동장적층판(M1)을 제조하였다. 따라서, 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이, 금속박(6)으로서 18㎛의 전해 동박, 골격재(4)로서 유리 천에 에폭시 수지를 함침시킨 50㎛ 두께의 FR-4 그레이드의 프리프레그(5)를 이용하여 내층 회로 기판(IB)의 양면에 위치한 각각의 프라이머 수지층(17) 위에 중첩시켰다. 그리고, 열간 프레스 가공함으로써 도 6의 (b)에 나타내는 모식 단면을 가지는 다층 동장적층판(M1)을 얻었다. 이때의 프레스 가공 조건은 프레스 온도 180℃, 프레스 압력 20kgf/㎠, 경화 시간 90분으로 하였다.
(다층 프린트 배선판의 제조)
이어서, 다층 동장적층판(M1)의 양면에 있는 금속박(6)(외층 동박)의 표면에 에칭 레지스트층(드라이 필름 사용)을 마련하여 외층 회로의 에칭 패턴을 노광, 현상, 회로 에칭, 에칭 레지스트의 박리, 세정, 건조를 행함으로써 도 1에 나타낸 것과 같은 다층 프린트 배선판(1)을 얻었다. 이때의 내층 회로의 모습을 나타낸 것이 도 2에 나타낸 광학 현미경 사진이며, 내층 회로(Ci)의 주위를 얇은 프라이머 수지층(P)이 피복하고 있는 것이 명확하게 관찰된다.
(다층 프린트 배선판의 성능 평가)
이상과 같이 하여 얻어진 다층 프린트 배선판(1)에 실시예 1과 마찬가지의 내열 충격 시험 및 박리 강도 측정을 행하고, 그 결과를 표 4에 비교예와 대비가능하도록 게재하였다. 이 표 4에서 시료 4-1~시료 4-10으로 나타낸 것이 제 1 내층 회로 기판 ~ 제 10 내층 회로 기판을 이용하여 제조한 다층 프린트 배선판이다. 또한, 내층 회로(Ci)의 박리 강도를 직접 측정하는 것은 곤란하므로, 다음과 같은 대체 방법을 사용하여 내층 회로(Ci)의 박리 강도를 모니터링하였다. 즉, 내층 회로의 형성에 사용한 것과 동일한 로트의 전해 동박(6)을 사용해 그 광택면에 프라이머 수지층을 구성한 수지 용액으로 약 1.3㎛ 두께의 프라이머 수지층(17)을 형성하여 도 16의 (5)에 나타낸 시험용 수지 부착 동박(17)을 얻었다. 그리고, 도 16의 (1)에 나타낸 바와 같이, 동박(6') 위에 50㎛ 두께의 프리프레그(5)를 중척하고, 이 프리프레그(5)와 상기 시험용 수지 부착 동박(17)의 프라이머 수지층(P)이 접하도록 중첩하고 열간 프레스 성형함으로써 도 16의 (2)에 나타낸 동장적층판(T0)을 제조하였다. 그리고, 전해 동박(6)의 조화면(11)에 에칭 레지스트층(드라이 필름 사용)을 마련하고 박리 강도 측정용 0.2mm 폭의 직선 회로(16)의 에칭 패턴을 노광, 현상, 회로 에칭, 에칭 레지스트의 박리, 세정, 건조함으로써 도 16의 (3)에 나타낸 박리 강도의 측정용 시료(T1)를 제조하였다.
상기 내열 충격 시험과 박리 강도 측정 결과를 표 4에 비교예와 비교가능하도록 게재하였다. 이 표 1에서 시료 1-1~시료 1-10으로 나타낸 것이 제 1 내층 회로 기판 ~ 제 10 내층 회로 기판을 이용하여 제조한 다층 프린트 배선판이다. 한편, 내열 충격 시험에서 내층 회로(Ci)에 들뜸 현상이 확인되었던 경우는 ×, 내층 회로(Ci)에 들뜸 현상이 확인되지 않았던 경우는 ○로 나타내고 있다. 그리고 이때의 박리 강도의 단위는 kgf/cm이다.
시료 내층회로기판 내열충격시험평가결과 박리강도
종별 Si 처리 표면처리층 kgf/cm
4-1 제1내층회로기판 - - ○ 0.92
4-2 제2내층회로기판 ○ - 1.14
4-3 제3내층회로기판 - Sn 1.25
4-4 제4내층회로기판 - Ni 1.26
4-5 제5내층회로기판 - Sn-Pb 1.29
4-6 제6내층회로기판 - Ni-Zn 1.27
4-7 제7내층회로기판 ○ Sn 1.38
4-8 제8내층회로기판 ○ Ni 1.41
4-9 제9내층회로기판 ○ Sn-Pb 1.43
4-10 제10내층회로기판 ○ Ni-Zn 1.42
비교예 1 제1내층회로기판 - - × 0.21
비교예 2 0.10
비교예 3 0.14
비교예 4 ○ 0.32
실시예 5
이 실시예에서는 내층 회로 기판의 표면에 도포법으로 프라이머 수지층을 형성하여 다층 동장적층판을 제조하고, 이 다층 동장적층판을 이용하여 다층 프린트 배선판을 제조하였다.
(내층 회로 기판의 제조)
실시예 1과 마찬가지로 100㎛ 두께의 FR-4 프리프레그의 양면에 18㎛ 두께의 전해 동박을 접합한 양면 동장적층판을 제조하였다. 그리고, 이 양면 동장적층판의 양면의 동박층에 에칭 레지스트층(드라이 필름 사용)을 마련하고 내층 회로의 에칭 패턴을 노광, 현상, 회로 에칭, 에칭 레지스트의 박리, 세정, 건조를 행함으로써 도 3의 (2)에 나타낸 것과 같은 내층 회로 기판(IB)을 얻었다.
그리고, 내층 회로 기판으로서 실시예 1과 마찬가지의 '제 1 내층 회로 기판' ~ '제 10 내층 회로 기판'을 제조하였다. 제조 조건 등에 관해서는 실시예 1과 마찬가지이므로, 중복된 기재를 피하기 위하여 여기서의 설명은 생략한다.
(내층 회로 기판에 대한 수지 용액의 도포)
도포에 사용하는 수지 용액의 조성은 o-크레졸 노보랙형 에폭시 수지(토토화성 주식회사 제품 YDCN-704), 용제에 가용인 방향족 폴리아미드 수지 폴리머, 용제로서 시클로펜타논과의 혼합 바니시로서 시판되고 있는 일본화약 주식회사 제품인 BP3225-50P를 원료로 하였다. 그리고, 이 혼합 바니시에 경화제로서의 페놀 수지로 대일본 잉크 주식회사 제품인 VH-4170 및 경화촉진제로서 시코쿠 화성 제품인 2E4MZ를 첨가하여 이하에 나타내는 배합 비율을 가지는 수지 혼합물을 제조하였다. 이때의 조성은 실시예 1과 마찬가지이므로 여기서의 설명은 생략한다. 그리고, 이 도포용 수지 용액을 제조하기 위해 이 수지 혼합물에 메틸에틸케톤을 첨가하여 수지 고형분을 12중량%로 조정한 수지 용액을 제조하였다.
이상과 같이 하여 제조한 수지 용액 안에 도 4의 (A)에 나타낸 이미지와 같이, 상기 내층 회로 기판을 침지시킨 후 꺼냄으로써 내층 회로 기판의 양면에 수지 용액 피막을 형성하였다. 그리고, 5분간의 풍건을 행한 후 140℃의 가열 분위기 중에서 5분간 건조 처리하여 내층 회로 기판의 표면에 반경화 상태인 1.3㎛ 두께의 프라이머 수지 필름을 형성하였다.
이때 얻어진 수지 용액은 도포용으로 유동성이 매우 높기 때문에 레진 플로우의 측정에는 특수한 방법을 사용하였다. 레진 플로우의 측정은 도포용 수지 용액을 동박의 편면에 도포하고 상기 건조 처리를 행한 후 재도포하여 건조 처리를 행하는 조작을 40㎛ 두께의 수지막이 형성될 때까지 반복하여 수지 부착 동박을 제조해 이것을 레진 플로우 측정용 시료로 하였다. 그리고, 이 레진 플로우 측정용 시료로부터 10cm 크기의 시료를 4장 채취하여 상술한 MIL-P-13949G에 준거하여 레진 플로우를 측정하였다. 그 결과 레진 플로우는 1.2%였다.
(다층 동장적층판의 제조)
이 실시예에서는 도 8에 나타낸 순서대로 다층 동장적층판(M2)을 제조하였다. 따라서, 도 8의 (1)에 나타낸 바와 같이, 실시예 2와 마찬가지의 수지 부착 동박(7)을 이용하여 이 수지 부착 동박(7)의 수지면측을 내층 회로 기판(IB)의 양면에 위치한 각각의 프라이머 수지층(17) 위에 중첩시켰다. 그리고, 열간 프레스 가공함으로써 도 8의 (2)에 나타내는 모식 단면을 가지는 다층 동장적층판(M2)을 얻었다. 이때의 프레스 가공 조건은 프레스 온도 180℃, 프레스 압력 20kgf/㎠, 경화 시간 90분으로 하였다.
(다층 프린트 배선판의 제조)
이어서, 다층 동장적층판(M2)의 양면에 있는 금속박(6)(외층 동박)의 표면에 에칭 레지스트층(드라이 필름 사용)을 마련하여 외층 회로의 에칭 패턴을 노광, 현상, 회로 에칭, 에칭 레지스트의 박리, 세정, 건조를 행함으로써 도 1에 나타낸 것과 같은 다층 프린트 배선판(1)을 얻었다. 이때의 내층 회로의 모습을 나타낸 것이 도 2에 나타낸 광학 현미경 사진과 같으며, 내층 회로(Ci)의 주위를 얇은 프라이머 수지층(P)이 피복하고 있는 것이 명확하게 관찰된다.
(다층 프린트 배선판의 성능 평가)
이상과 같이 하여 얻어진 다층 프린트 배선판(1)에 실시예 1과 마찬가지의 내열 충격 시험 및 박리 강도 측정을 행하고, 그 결과를 표 4에 비교예와 대비가능하도록 게재하였다. 이 표 4에서 시료 4-1~시료 4-10으로 나타낸 것이 제 1 내층 회로 기판 ~ 제 10 내층 회로 기판을 이용하여 제조한 다층 프린트 배선판이다. 또한, 내층 회로(Ci)의 박리 강도를 직접 측정하는 것은 곤란하므로, 다음과 같은 대체 방법을 사용하여 내층 회로(Ci)의 박리 강도를 모니터링하였다. 즉, 내층 회로의 형성에 사용한 것과 동일한 로트의 전해 동박(6)을 사용해 그 광택면에 프라이머 수지층을 구성한 수지 용액으로 약 1.3㎛ 두께의 프라이머 수지층(17)을 형성하여 도 17의 (1)에 나타낸 시험용 수지 부착 동박(17)을 얻었다. 그리고, 도 17의 (1)에 나타낸 바와 같이, 수지 부착 동박(17)의 수지면(8)과 상기 시험용 수지 부착 동박(17)의 프라이머 수지층(P)이 접하도록 중첩하고 열간 프레스 성형함으로써 도 17의 (2)에 나타낸 동장적층판(T0)을 제조하였다. 그리고, 전해 동박(6)의 조화면(11)에 에칭 레지스트층(드라이 필름 사용)을 마련하고 박리 강도 측정용 0.2mm 폭의 직선 회로(16)의 에칭 패턴을 노광, 현상, 회로 에칭, 에칭 레지스트의 박리, 세정, 건조함으로써 도 17의 (3)에 나타낸 박리 강도의 측정용 시료(T1)를 제조하였다.
상기 내열 충격 시험과 박리 강도 측정 결과를 표 5에 비교예와 비교가능하도록 게재하였다. 이 표 5에서 시료 5-1~시료 5-10으로 나타낸 것이 제 1 내층 회로 기판 ~ 제 10 내층 회로 기판을 이용하여 제조한 다층 프린트 배선판이다. 한편, 내열 충격 시험에서 내층 회로(Ci)에 들뜸 현상이 확인되었던 경우는 ×, 내층 회로(Ci)에 들뜸 현상이 확인되지 않았던 경우는 ○로 나타내고 있다. 그리고 이때의 박리 강도의 단위는 kgf/cm이다.
시료 내층회로기판 내열충격시험평가결과 박리강도
종별 Si 처리 표면처리층 kgf/cm
5-1 제1내층회로기판 - - ○ 0.90
5-2 제2내층회로기판 ○ - 1.13
5-3 제3내층회로기판 - Sn 1.21
5-4 제4내층회로기판 - Ni 1.22
5-5 제5내층회로기판 - Sn-Pb 1.30
5-6 제6내층회로기판 - Ni-Zn 1.28
5-7 제7내층회로기판 ○ Sn 1.38
5-8 제8내층회로기판 ○ Ni 1.39
5-9 제9내층회로기판 ○ Sn-Pb 1.42
5-10 제10내층회로기판 ○ Ni-Zn 1.40
비교예 1 제1내층회로기판 - - × 0.21
비교예 2 0.10
비교예 3 0.14
비교예 4 ○ 0.32
실시예 6
이 실시예에서는 내층 회로 기판의 표면에 도포법으로 프라이머 수지층을 형성하여 다층 동장적층판을 제조하고, 이 다층 동장적층판을 이용하여 다층 프린트 배선판을 제조하였다.
(내층 회로 기판의 제조)
실시예 1과 마찬가지로 100㎛ 두께의 FR-4 프리프레그의 양면에 18㎛ 두께의 전해 동박을 접합한 양면 동장적층판을 제조하였다. 그리고, 이 양면 동장적층판의 양면의 동박층에 에칭 레지스트층(드라이 필름 사용)을 마련하고 내층 회로의 에칭 패턴을 노광, 현상, 회로 에칭, 에칭 레지스트의 박리, 세정, 건조를 행함으로써 도 3의 (2)에 나타낸 것과 같은 내층 회로 기판(IB)을 얻었다.
그리고, 내층 회로 기판으로서 실시예 1과 마찬가지의 '제 1 내층 회로 기판' ~ '제 10 내층 회로 기판'을 제조하였다. 제조 조건 등에 관해서는 실시예 1과 마찬가지이므로, 중복된 기재를 피하기 위하여 여기서의 설명은 생략한다.
(내층 회로 기판에 대한 수지 용액의 도포)
도포에 사용하는 수지 용액의 조성은 o-크레졸 노보랙형 에폭시 수지(토토화성 주식회사 제품 YDCN-704), 용제에 가용인 방향족 폴리아미드 수지 폴리머, 용제로서 시클로펜타논과의 혼합 바니시로서 시판되고 있는 일본화약 주식회사 제품인 BP3225-50P를 원료로 하였다. 그리고, 이 혼합 바니시에 경화제로서의 페놀 수지로 대일본 잉크 주식회사 제품인 VH-4170 및 경화촉진제로서 시코쿠 화성 제품인 2E4MZ를 첨가하여 이하에 나타내는 배합 비율을 가지는 수지 혼합물을 제조하였다. 이때의 조성은 실시예 1과 마찬가지이므로 여기서의 설명은 생략한다. 그리고, 이 도포용 수지 용액을 제조하기 위해 이 수지 혼합물에 메틸에틸케톤을 첨가하여 수지 고형분을 12중량%로 조정한 수지 용액을 제조하였다.
이상과 같이 하여 제조한 수지 용액 안에 도 4의 (A)에 나타낸 이미지와 같이, 상기 내층 회로 기판을 침지시킨 후 꺼냄으로써 내층 회로 기판의 양면에 수지 용액 피막을 형성하였다. 그리고, 5분간의 풍건을 행한 후 140℃의 가열 분위기 중에서 5분간 건조 처리하여 내층 회로 기판의 표면에 반경화 상태인 1.3㎛ 두께의 프라이머 수지 필름을 형성하였다.
이때 얻어진 수지 용액은 도포용으로 유동성이 매우 높기 때문에 레진 플로우의 측정에는 특수한 방법을 사용하였다. 레진 플로우의 측정은 도포용 수지 용액을 동박의 편면에 도포하고 상기 건조 처리를 행한 후 재도포하여 건조 처리를 행하는 조작을 40㎛ 두께의 수지막이 형성될 때까지 반복하여 수지 부착 동박을 제조해 이것을 레진 플로우 측정용 시료로 하였다. 그리고, 이 레진 플로우 측정용 시료로부터 10cm 크기의 시료를 4장 채취하여 상술한 MIL-P-13949G에 준거하여 레진 플로우를 측정하였다. 그 결과 레진 플로우는 1.2%였다.
(다층 동장적층판의 제조)
이 실시예에서는 도 10에 나타낸 순서대로 다층 동장적층판(M3)을 제조하였다. 따라서, 도 10의 (1)에 나타낸 바와 같이, 실시예 3과 마찬가지의 골격재 함유 수지 부착 동박(9)을 이용하여 이 골격재 함유 수지 부착 동박(9)의 수지면측을 내층 회로 기판(IB)의 양면에 위치한 각각의 프라이머 수지층(17) 위에 중첩시켰다. 그리고, 열간 프레스 가공함으로써 도 10의 (2)에 나타내는 모식 단면을 가지는 다층 동장적층판(M3)을 얻었다. 이때의 프레스 가공 조건은 프레스 온도 180℃, 프레스 압력 20kgf/㎠, 경화 시간 90분으로 하였다.
(다층 프린트 배선판의 제조)
이어서, 다층 동장적층판(M3)의 양면에 있는 금속박(6)(외층 동박)의 표면에 에칭 레지스트층(드라이 필름 사용)을 마련하여 외층 회로의 에칭 패턴을 노광, 현상, 회로 에칭, 에칭 레지스트의 박리, 세정, 건조를 행함으로써 도 1에 나타낸 것과 같은 다층 프린트 배선판(1)을 얻었다. 이때의 내층 회로의 모습을 나타낸 것이 도 2에 나타낸 광학 현미경 사진과 같으며, 내층 회로(Ci)의 주위를 얇은 프라이머 수지층(P)이 피복하고 있는 것이 명확하게 관찰된다.
(다층 프린트 배선판의 성능 평가)
이상과 같이 하여 얻어진 다층 프린트 배선판(1)에 실시예 1과 마찬가지의 내열 충격 시험 및 박리 강도 측정을 행하고, 그 결과를 표 4에 비교예와 대비가능하도록 게재하였다. 이 표 4에서 시료 4-1~시료 4-10으로 나타낸 것이 제 1 내층 회로 기판 ~ 제 10 내층 회로 기판을 이용하여 제조한 다층 프린트 배선판이다. 또한, 내층 회로(Ci)의 박리 강도를 직접 측정하는 것은 곤란하므로, 다음과 같은 대체 방법을 사용하여 내층 회로(Ci)의 박리 강도를 모니터링하였다. 즉, 내층 회로의 형성에 사용한 것과 동일한 로트의 전해 동박(6)을 사용해 그 광택면에 프라이머 수지층을 구성한 수지 용액으로 약 1.3㎛ 두께의 프라이머 수지층(17)을 형성하여 도 17의 (1)에 나타낸 시험용 수지 부착 동박(17)을 얻었다. 그리고, 도 17의 (1)에 나타낸 바와 같이, 골격재 함유 수지 부착 동박(9)의 수지면(10)과 상기 시험용 수지 부착 동박의 프라이머 수지층(17)이 접하도록 중첩하고 열간 프레스 성형함으로써 도 17의 (2)에 나타낸 동장적층판(T0)을 제조하였다. 그리고, 전해 동박(6)의 조화면(11)에 에칭 레지스트층(드라이 필름 사용)을 마련하고 박리 강도 측정용 0.2mm 폭의 직선 회로(16)의 에칭 패턴을 노광, 현상, 회로 에칭, 에칭 레지스트의 박리, 세정, 건조함으로써 도 17의 (3)에 나타낸 박리 강도의 측정용 시료(T1)를 제조하였다.
상기 내열 충격 시험과 박리 강도 측정 결과를 표 6에 비교예와 비교가능하도록 게재하였다. 이 표 6에서 시료 6-1~시료 6-10으로 나타낸 것이 제 1 내층 회로 기판 ~ 제 10 내층 회로 기판을 이용하여 제조한 다층 프린트 배선판이다. 한편, 내열 충격 시험에서 내층 회로(Ci)에 들뜸 현상이 확인되었던 경우는 ×, 내층 회로(Ci)에 들뜸 현상이 확인되지 않았던 경우는 ○로 나타내고 있다. 그리고 이때의 박리 강도의 단위는 kgf/cm이다.
시료 내층회로기판 내열충격시험평가결과 박리강도
종별 Si 처리 표면처리층 kgf/cm
6-1 제1내층회로기판 - - ○ 0.88
6-2 제2내층회로기판 ○ - 1.06
6-3 제3내층회로기판 - Sn 1.15
6-4 제4내층회로기판 - Ni 1.18
6-5 제5내층회로기판 - Sn-Pb 1.22
6-6 제6내층회로기판 - Ni-Zn 1.27
6-7 제7내층회로기판 ○ Sn 1.31
6-8 제8내층회로기판 ○ Ni 1.32
6-9 제9내층회로기판 ○ Sn-Pb 1.41
6-10 제10내층회로기판 ○ Ni-Zn 1.43
비교예 1 제1내층회로기판 - - × 0.21
비교예 2 0.10
비교예 3 0.14
비교예 4 ○ 0.32
비교예 1
이 비교예에서는 실시예 1의 제 1 내층 회로 기판을 이용하는 조건에서 프라이머 수지 시트를 생략하여 프라이머 수지층이 존재하지 않는 다층 프린트 배선판을 제조하였다. 따라서, 모든 공정이 중복된 기재가 되므로 공정의 설명을 생략하고 다층 프린트 배선판의 성능 평가에 관해서만 설명한다.
(다층 프린트 배선판의 성능 평가)
이상과 같이 하여 얻어진 다층 프린트 배선판에 실시예 1과 마찬가지의 내열 충격 시험을 행하여 육안 검사를 한 결과, 상당히 넓은 영역에 걸쳐 내층 회로(Ci)에 들뜸 현상이 발생하였음을 나타내는 백화(白化) 현상이 관찰되는 내층 회로 부분이 확인되었다. 또한, 내층 회로(Ci)의 박리 강도를 직접 측정하는 것은 곤란하므로 기본적으로 도 14에 나타낸 것과 마찬가지의 플로우이지만, 도 19에 나타낸 바와 같이 프라이머 수지 시트(3)를 생략한 방법에 의해, 내층 회로의 형성에 사용한 것과 동일한 로트의 전해 동박(6)을 사용하여 도 19의 (3)에 나타낸 박리 강도의 측정용 시료(Ti)를 제조하였다. 그리고, 이때의 박리 강도를 측정한 결과 0.21kgf/cm였다. 이 결과는 상기 실시예에서 제시한 표 중에 기재되어 있다.
비교예 2
이 비교예에서는 실시예 2의 제 1 내층 회로 기판을 이용하는 조건에서 프라이머 수지 시트를 생략하여 프라이머 수지층이 존재하지 않는 다층 프린트 배선판을 제조하였다. 따라서, 모든 공정이 중복된 기재가 되므로 공정의 설명을 생략하고 다층 프린트 배선판의 성능 평가에 관해서만 설명한다.
(다층 프린트 배선판의 성능 평가)
이상과 같이 하여 얻어진 다층 프린트 배선판에 실시예 1과 마찬가지의 내열 충격 시험을 행하여 육안 검사를 한 결과, 상당히 넓은 영역에 걸쳐 내층 회로(Ci)에 들뜸 현상이 발생하였음을 나타내는 백화 현상이 관찰되는 내층 회로 부분이 확인되었다. 또한, 내층 회로(Ci)의 박리 강도를 직접 측정하는 것은 곤란하므로 기본적으로 도 15에 나타낸 것과 마찬가지의 플로우이지만, 도 20에 나타낸 바와 같이 프라이머 수지 시트(3)를 생략한 방법에 의해, 내층 회로의 형성에 사용한 것과 동일한 로트의 전해 동박(6)을 사용하여 도 20의 (3)에 나타낸 박리 강도의 측정용 시료(Ti)를 제조하였다. 그리고, 이때의 박리 강도를 측정한 결과 0.10kgf/cm였다. 이 결과는 상기 실시예에서 제시한 표 중에 기재되어 있다.
비교예 3
이 비교예에서는 실시예 3의 제 1 내층 회로 기판을 이용하는 조건에서 프라이머 수지 시트를 생략하여 프라이머 수지층이 존재하지 않는 다층 프린트 배선판을 제조하였다. 따라서, 모든 공정이 중복된 기재가 되므로 공정의 설명을 생략하고 다층 프린트 배선판의 성능 평가에 관해서만 설명한다.
(다층 프린트 배선판의 성능 평가)
이상과 같이 하여 얻어진 다층 프린트 배선판에 실시예 1과 마찬가지의 내열 충격 시험을 행하여 육안 검사를 한 결과, 상당히 넓은 영역에 걸쳐 내층 회로(Ci)에 들뜸 현상이 발생하였음을 나타내는 백화 현상이 관찰되는 내층 회로 부분이 확인되었다. 또한, 내층 회로(Ci)의 박리 강도를 직접 측정하는 것은 곤란하므로 비교예 2와 마찬가지로 하여 박리 강도의 측정용 시료(Ti)를 제조하였다. 그리고, 이하 실시예 1과 마찬가지로 하여 박리 강도를 측정하였다. 그 결과 0.14kgf/cm였다. 이 결과는 상기 실시예에서 제시한 표 중에 기재되어 있다.
비교예 4
이 비교예에서는 실시예 1의 제 1 내층 회로 기판을 이용하는 조건에서 제 1 내층 회로의 표면에 실란 커플링제층만을 형성하고 프라이머 수지 시트를 생략하여 프라이머 수지층이 존재하지 않는 다층 프린트 배선판을 제조하였다. 따라서, 모든 공정이 중복된 기재가 되므로 공정의 설명을 생략하고 다층 프린트 배선판의 성능 평가에 관해서만 설명한다.
(다층 프린트 배선판의 성능 평가)
이상과 같이 하여 얻어진 다층 프린트 배선판에 실시예 1과 마찬가지의 내열 충격 시험을 행하여 육안 검사를 한 결과, 상당히 넓은 영역에 걸쳐 내층 회로(Ci)에 들뜸 현상이 발생하였음을 나타내는 백화 현상이 관찰되는 내층 회로 부분이 확인되었다. 또한, 내층 회로(Ci)의 박리 강도를 직접 측정하는 것은 곤란하므로 도 20에 나타낸 것과 마찬가지의 방법에 의해, 내층 회로의 형성에 사용한 것과 동일한 로트의 전해 동박(6)에 실란 커플링제 처리를 행한 후 도 20의 (3)에 나타낸 박리 강도의 측정용 시료(Ti)를 제조하였다. 그리고, 이때의 박리 강도를 측정한 결과 0.32kgf/cm였다.
본 발명에 따른 다층 프린트 배선판은 그 내층 회로 표면이 조화처리를 행하지 않았어도 그 표면에 얇은 수지층인 프라이머 수지층을 구비하는 구조를 가지고 있다. 이와 같은 구조를 채용함으로써 종래의 프린트 배선판 업계의 상식을 뒤집을 정도로 양호한 내층 회로와 기재 수지의 접착성을 확보할 수 있게 된다. 이와 같은 구조를 가진 다층 프린트 배선판은 흑화 처리 등의 내층 회로의 조화처리를 생략할 수 있게 되어 제조 공정의 단순화가 가능해지므로, 종래의 다층 프린트 배선판의 제조 공정의 대폭적인 공정 생략이 가능해져 제조 비용의 대폭적인 절감이 가능해진다. 또한, 내층 회로에 조화처리가 불필요하므로 내층 회로의 에칭 공정에서도 회로 에칭의 정밀도를 향상시킬 수 있게 되어 전체적으로 보았을 때 다층 프린트 배선판의 품질 향상도 도모할 수 있다.

Claims (17)

  1. 내층 회로를 구비한 다층 프린트 배선판에 있어서,
    조화처리를 행하지 않은 상기 내층 회로와 절연 수지층 사이에 수지만으로 구성된 프라이머 수지층을 구비한 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선판.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 내층 회로의 표면에 주석, 니켈 또는 이들 합금의 표면 처리층을 구비한 다층 프린트 배선판.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 내층 회로와 프라이머 수지층 사이에 실란 커플링제층을 구비한 다층 프린트 배선판.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 실란 커플링제층은 아미노계 실란 커플링제, 멜캅토계 실란 커플링제를 이용하여 형성한 것인 다층 프린트 배선판.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프라이머 수지층은 그 단면 두께가 1㎛~10㎛인 다층 프린트 배선판.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프라이머 수지층은, 20~80중량부의 에폭시 수지와, 20~80중량부의 용제에 가용인 방향족 폴리아미드 수지 폴리머 및 필요에 따라 적정량 첨가하는 경화촉진제로 이루어지는 수지 혼합물을 이용하여 형성한 다층 프린트 배선판.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 프라이머 수지층에 이용하는 방향족 폴리아미드 수지 폴리머는 방향족 폴리아미드와 고무성 수지를 반응시킴으로써 얻어지는 것을 이용한 다층 프린트 배선판.
  8. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프라이머 수지층은, 20~50중량부의 에폭시 수지(경화제 포함), 50~95중량부의 폴리에테르설폰 수지(말단에 수산기 또는 아미노기를 가지고 또한 용제에 가용인 것), 및 필요에 따라 적정량 첨가하는 경화촉진제로 이루어지는 수지 혼합물을 이용하여 형성한 다층 프린트 배선판.
  9. 다층 프린트 배선판의 제조방법으로서, 이하에 나타내는 (a)~(d)의 각 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선판의 제조방법.
    (a) 지지 필름의 표면에 2㎛~12㎛ 두께의 프라이머 수지층을 구성하는 수지 조성물 피막을 형성하여 반경화 상태로 하는 지지 필름 부착 프라이머 수지 시트의 제조 공정.
    (b) 다층 프린트 배선판을 구성하는 내층 회로를 구비한 내층 회로 기판의 내층 회로 형성면에 대하여 상기 지지 필름 부착 프라이머 수지 시트의 프라이머 수지면을 중첩시켜 적층한 상태로 하고, 지지 필름을 제거하는 프라이머 수지 시트의 적층 공정.
    (c) 상기 프라이머 수지 시트 위에 프리프레그 및 도체층 형성용 금속박을 중첩하고 열간 프레스 가공함으로써 적층하여, 프라이머 수지 시트가 가열에 의해 내층 기판의 표면 형상을 따라 변형된 프라이머 수지층을 구비하는 다층 동장적층판을 형성하는 프레스 가공 공정.
    (d) 상기 다층 동장적층판의 외층 동박을 에칭가공함으로써 외층 회로를 형성하여 다층 프린트 배선판을 형성하는 외층 회로 에칭 공정.
  10. 다층 프린트 배선판의 제조방법으로서, 이하에 나타내는 (a)~(c)의 각 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선판의 제조방법.
    (a) 프라이머 수지층을 구성하는 수지 조성물을 내층 회로 기판의 내층 회로 형성면에 도포하여 2㎛~12㎛ 두께의 반경화 상태의 프라이머 수지층을 형성하는 프라이머 수지 도포 공정.
    (b) 상기 프라이머 수지층 위에 프리프레그 및 도체층 형성용 금속박을 중첩하고 열간 프레스 가공함으로써 적층하여 내층 기판의 표면 형상에 따른 프라이머 수지층을 구비하는 다층 동장적층판을 형성하는 프레스 가공 공정.
    (c) 상기 다층 동장적층판의 외층 동박을 에칭가공함으로써 외층 회로를 형성하여 다층 프린트 배선판을 형성하는 외층 회로 에칭 공정.
  11. 다층 프린트 배선판의 제조방법으로서, 이하에 나타내는 (a)~(d)의 각 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선판의 제조방법.
    (a) 지지 필름의 표면에 2㎛~12㎛ 두께의 프라이머 수지층을 구성하는 수지 조성물 피막을 형성하여 반경화 상태로 하는 지지 필름 부착 프라이머 수지 시트의 제조 공정.
    (b) 다층 프린트 배선판을 구성하는 내층 회로를 구비한 내층 회로 기판의 내층 회로 형성면에 대하여 상기 지지 필름 부착 프라이머 수지 시트의 프라이머 수지면을 중첩시켜 적층한 상태로 하고 지지 필름을 제거하는 프라이머 수지 시트의 적층 공정.
    (c) 상기 프라이머 수지 시트 위에 수지 부착 금속박을 중첩하고 열간 프레스 가공함으로써 적층하여, 프라이머 수지 시트가 가열에 의해 내층 기판의 표면 형상을 따라 변형된 프라이머 수지층을 구비하는 다층 동장적층판을 형성하는 프레스 가공 공정.
    (d) 상기 다층 동장적층판의 외층 동박을 에칭가공함으로써 외층 회로를 형성하여 다층 프린트 배선판을 형성하는 외층 회로 에칭 공정.
  12. 다층 프린트 배선판의 제조방법으로서, 이하에 나타내는 (a)~(c)의 각 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선판의 제조방법.
    (a) 프라이머 수지층을 구성하는 수지 조성물을 내층 회로 기판의 내층 회로 형성면에 도포하여 2㎛~12㎛ 두께의 반경화 상태의 프라이머 수지층을 형성하는 프라이머 수지 도포 공정.
    (b) 상기 프라이머 수지층 위에 수지 부착 금속박을 중첩하고 열간 프레스 가공함으로써 적층하여 내층 기판의 표면 형상에 따른 프라이머 수지층을 구비하는 다층 동장적층판을 형성하는 프레스 가공 공정.
    (c) 상기 다층 동장적층판의 외층 동박을 에칭가공함으로써 외층 회로를 형성하여 다층 프린트 배선판을 형성하는 외층 회로 에칭 공정.
  13. 다층 프린트 배선판의 제조방법으로서, 이하에 나타내는 (a)~(d)의 각 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선판의 제조방법.
    (a) 지지 필름의 표면에 2㎛~12㎛ 두께의 프라이머 수지층을 구성하는 수지 조성물 피막을 형성하여 반경화 상태로 하는 지지 필름 부착 프라이머 수지 시트의 제조 공정.
    (b) 다층 프린트 배선판을 구성하는 내층 회로를 구비한 내층 회로 기판의 내층 회로 형성면에 대하여 상기 지지 필름 부착 프라이머 수지 시트의 프라이머 수지면을 중첩시켜 적층한 상태로 하고 지지 필름을 제거하는 프라이머 수지 시트의 적층 공정.
    (c) 상기 프라이머 수지 시트 위에 골격재 함유 수지 부착 금속박을 중첩하고 열간 프레스 가공함으로써 적층하여, 프라이머 수지 시트가 가열에 의해 내층 기판의 표면 형상을 따라 변형된 프라이머 수지층을 구비하는 다층 동장적층판을 형성하는 프레스 가공 공정.
    (d) 상기 다층 동장적층판의 외층 동박을 에칭가공함으로써 외층 회로를 형성하여 다층 프린트 배선판을 형성하는 외층 회로 에칭 공정.
  14. 다층 프린트 배선판의 제조방법으로서, 이하에 나타내는 (a)~(c)의 각 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선판의 제조방법.
    (a) 프라이머 수지층을 구성하는 수지 조성물을 내층 회로 기판의 내층 회로 형성면에 도포하여 2㎛~12㎛ 두께의 반경화 상태의 프라이머 수지층을 형성하는 프라이머 수지 도포 공정.
    (b) 상기 프라이머 수지층 위에 골격재 함유 수지 부착 금속박을 중첩하고 열간 프레스 가공함으로써 적층하여 내층 기판의 표면 형상에 따른 프라이머 수지층을 구비하는 다층 동장적층판을 형성하는 프레스 가공 공정.
    (c) 상기 다층 동장적층판의 외층 동박을 에칭가공함으로써 외층 회로를 형성하여 다층 프린트 배선판을 형성하는 외층 회로 에칭 공정.
  15. 제 13항 또는 제 14항에 있어서,
    골격재 함유 수지 부착 금속박은 이하에 나타내는 (a)~(e)의 각 공정을 거쳐 제조되는 것을 이용하는 다층 프린트 배선판의 제조방법.
    (a) 액체상의 열경화성 수지를 이용하여 금속박의 표면 위에 소정 두께의 피막으로서 액체 수지층을 형성하는 액체 수지 피막 형성 공정.
    (b) 금속박의 표면 위에 있는 액체 수지층을 그 상태 그대로 건조시킴으로써 건조 수지층을 형성하는 예비 건조 공정.
    (c) 금속박의 표면 위에 상기 건조 수지층의 표면에 골격재인 골격재를 중첩하고 예비 가열하여 압착함으로써 골격재를 가접합시키는 예비 접착 공정.
    (d) 금속박의 표면 위에 골격재를 탑재한 채로 수지가 재유동가능한 온도로 가열하여 당해 골격재에 열경화성 수지 성분을 함침시키는 수지 함침 공정.
    (e) 수지 함침이 완료되면 열경화성 수지를 완전경화시키지 않고 곧바로 강온 조작을 행하여 골격재를 함침시킨 열경화성 수지의 반경화 상태를 유지하여 골격재 함유 수지 부착 금속박을 형성하는 강온 공정.
  16. 제 9항, 제 11항, 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프라이머 수지층의 형성에 이용하는 수지 조성물은 이하의 (a) 및 (b)의 공정에 의해 얻어지는 것인 다층 프린트 배선판의 제조방법.
    (a) 20~80중량부의 에폭시 수지와, 20~80중량부의 용제에 가용인 방향족 폴리아미드 수지 폴리머 및 필요에 따라 적정량 첨가하는 경화촉진제를 혼합한 수지 혼합물을 제조하는 공정.
    (b) 상기 수지 혼합물을 유기 용제를 이용하여 용해하여 수지 고형분 25wt%~40wt%의 수지 조성물을 제조하는 공정.
  17. 제 10항, 제 12항, 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    내층 회로 기판의 표면에 프라이머 수지층을 도포법으로 형성하는 경우에 이용하는 수지 조성물은 이하의 (a) 및 (b)의 공정에 의해 얻어지는 것인 다층 프린트 배선판의 제조방법.
    (a) 20~80중량부의 에폭시 수지와, 20~80중량부의 용제에 가용인 방향족 폴리아미드 수지 폴리머 및 필요에 따라 적정량 첨가하는 경화촉진제를 혼합한 수지 혼합물을 제조하는 공정.
    (b) 상기 수지 혼합물을 유기 용제를 이용하여 용해하여 수지 고형분 8wt%~15wt%의 수지 조성물을 제조하는 공정.
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